Lucas Bondan , Lucas F. Müller, Maicon Kist

Multiflow:Multicast Clean-slatecom Cálculo Antecipado das Rotas em Redes Programáveis OpenFlow10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012 Lucas Bondan, Lucas F. Müller, Maicon Kist

Agenda • Introdução • OpenFlow • Multiflow • Avaliação • Considerações Finais 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Introdução Contexto • Aplicações populares de transmissão de conteúdo multimídia requerem comunicação entre vários hosts • O provedor de conteúdo transmite dados, muitas vezes idênticos, para inúmeros assinantes do serviço • IP multicast evita o desperdício de banda 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Introdução Objetivo • Protocolo multicast escalável, com conhecimento prévio da topologia e preocupação com o tempo de processamento de eventos • Acelerar o processamento de eventos nos grupos • Aumentar o ganho de desempenho global na troca de dados através da definição da melhor rota 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

OpenFlow Definição • Proposta de Software Defined Network (SDN) • Possibilita a execução de testes de novos protocolos, coexistindo com o trafego de produção • Permite o controle de trafego da rede através de fluxos de dados 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Multiflow Proposta • Abordagem multicast clean-slate em redes programáveis • Hosts podem entrar e sair do grupo multicast de forma dinâmica • Baseado no IGMPv2 [Fenner 1997] • Query • Join • Leave • Busca encontrar a melhor rota entre o servidor e o cliente • Conhecimento prévio da topologia 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Multiflow Arquitetura do Protótipo • Aplicação no controlador OpenFlow • Implementado sobre o controlador NOX [Gude et al. 2008] • Implementação de uma classe IGMP para o NOX • Testes realizados sobre a API do Mininet [Lantzet al. 2010] 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Cenário • Medição do intervalo de tempo entre o ingresso em um grupo e o recebimento do primeiro pacote de dados • Cálculo do número de pacotes de controle trafegados na rede • Uma topologia, dois controladores: • Controlador OpenMcast • Controlador Multiflow 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Topologia 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Controlador OpenMcast • Criado com o intuito de simular o comportamento do IGMP de redes convencionais • Pacotes de controle são propagados na rede • Switches sempre acionam o controlador • Controlador não possui nenhum conhecimento sobre a topologia da rede 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Controlador OpenMcast Query Join Query 224.0.0.1 Encaminha Query Encaminha Join Insere Regra Encaminha Join Encaminha Query Query 224.0.0.1 Query 224.0.0.1 Join Insere Regra Encaminha Query Encaminha Join Insere Regra Join Join 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Controlador Multiflow • Não há propagação de pacotes • Controlador acionado apenas uma vez • Utiliza o algoritmo de Dijsktra para o cálculo da melhor rota • Conhecimento prévio da topologia 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Controlador Multiflow Query Join Query 224.0.0.1 Encaminha Query Insere Regra Insere Regra Encaminha Join Insere Regra Join 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Resultados Análise de Tempo de Execução 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Avaliação Resultados (cont.) Propagação de pacotes na rede nas duas abordagens • Razão: • Controlador OpenMcast: • Controlador Multiow: 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Considerações Finais Conclusões • IP multicastprovêmaior eficiência na distribuição de dados na rede • Maior estabilidade em relação a abordagem OpenMcast, melhorando o desempenho • Multiflow mantém constante o tráfego de controle multicast • Sem propagação de pacotes de controle • Redução de 86% do trafego de controle na topologia avaliada 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Considerações Finais Trabalhos Futuros • Ampliar a execução de experimentos, por exemplo, com cenários mais próximos dos encontrados na Internet • Heurísticas para reduzir a complexidade do algoritmo de busca da melhor rota • Calcular a árvore de escoamento mínimo • Múltiplos controladores 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

Referências [Dijkstra, 1959] Dijkstra, E. W. (1959). A note on two problems in connection with graphs. NumerischeMathematik, vol. 1:269-271. [Fenner, 1997] Fenner, W. (1997). Internet group management protocol, version 2. RFC 2236, IETF Network Working Group. [Gude et al., 2008] Gude, N., Koponen, T., Pettit, J., Pfa, B., Casado, M., McKeown, N., and Shenker, S. (2008). Nox: towards an operating system for networks. SIGCOMM Comput. Commun. Rev., 38(3):105-110. [Hass, 2012] Haas, H. (2012). Mausezahnfasttracgenerator. Disponivelem http://www.perihel.at/sec/mz/. Acesso em Maio de 2012. [Keshavet al., 1999] Keshav, S. and Paul, S. (1999). Centralizedmulticast. In Proceedings of the Seventh Annual International Conference on Network Protocols, ICNP '99, pages 59{68, Washington, DC, USA. IEEE Computer Society. [Lantzet al., 2010] Lantz, B., Heller, B., andMcKeown, N. (2010). A network in a laptop: rapid prototyping for software-denednetworks. In Proceedings of the Ninth ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, Hotnets '10, pages 19:1-19:6, New York, NY, USA. ACM. [Martinez-Yelmoet al., 2007] Martinez-Yelmo, I., Larrabeiti, D., Soto, I., andPacyna, P. (2007). Multicast trac aggregation in mpls-based vpnnetworks. Communications Magazine, IEEE, 45(10):78 -85. Ratnasamy, S., Ermolinskiy, A., andShenker, S. (2006). Revisitingipmulticast. In Proceedings of the 2006 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communications, SIGCOMM '06, pages15-26, New York, NY, USA. ACM. [Yap et al., 2010] Yap, K.-K., Huang, T.-Y., Dodson, B., Lam, M. S., and McKeown, N. (2010). Towardssoftware-friendlynetworks. In Proceedings of the rst ACM asia-pacic workshop on Workshop on systems, APSys '10, pages 49-54, New York, NY, USA. ACM.

Obrigado!Perguntas? Lucas Bondan lbondan@inf.ufrgs.br www.inf.ufrgs.br/~lbondan/files/artigo_errc2012.pptx 10ª Escola Regional de Redes de ComputadoresPelotas, 1º a 3 de outubro de 2012

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