Palvelun laatu SDN-verkossa

Abstract

Cyber Trust on Digilen tutkimusohjelma, jonka tavoitteena on nostaa Suomi johtavaksi kyberturvallisuuden maaksi maailmassa lisäämällä yritysten, yliopistojen ja tutkimuslaitosten välistä yhteistyötä. Opinnäytetyön toimeksiantona oli tutkia mahdollisuuksia parantaa palvelun laatua SDNverkoissa hyödyntäen avoimen lähdekoodiin kontrollereita ja kytkimiä. Opinnäytetyön oli myös tarkoitus laajentaa Cyber Trust -projektin SDN-testbed ympäristöä fyysisille verkkolaitteille. Testiympäristön laajennuksen oli tarkoitus mahdollistaa SDN-aiheisten laboratorioharjoitusten toteutus. Opinnäytetyön toteutuksessa hyödynnettiin kolmea Raspberry Piitä, joita käytettiin SDNverkon kytkiminä hyödyntäen Open vSwitch-virtuaalikytkimiä. Raspberry Piiden hallinta toteutettiin käyttämällä RYU-kontrolleria. Raspberry Piiden portteihin konfiguroitiin erilaisia jonoja eri liikennevirroille. Liikennevirrat merkattiin ja ohjattiin eteenpäin käyttäen RYUkontrolleria. Liikennevirtoja lähetettiin JDSUn liikennegeneraattorilla mittalaitteisiin, joiden avulla saatiin tulostettua raportteja, joita analysoimalla saatiin tietoa verkon käyttäytymisestä ruuhkatilanteissa erilaisilla palvelunlaatuasetuksilla. Raspberry Piit liitettiin lopuksi osaksi JYVSECTECin RGCE-ympäristöä. Tätä laajennusta on tarkoitus jatkossa hyödyntää SDN-tekniikoiden tutkimus– ja koulutuskäytössä. SDN-verkkojen palvelun laadun tutkimus onnistui hyvin. Toteutuksen aikana löydettiin toimivia tapoja parantaa SDN-verkon palvelun laatua kuin myös tärkeää tietoa puutteista, joita avoimen lähdekoodin ohjelmistot sisältävät. SDN-testbed-ympäristön laajennus toteutettiin, mutta tiettyjen ohjelmistojen kanssa ilmenneitä ongelmia ei ratkaistu.

The thesis was assigned by Cyber Trust project in JAMK University of Applied Sciences. Cyber Trust is a Digile research program with the goal of making Finland a leading country in the field of cyber security by adding cooperation between enterprises, universities and research facilities. The assignment was to research ways to improve quality of service in SDN by using open source controllers and switches. The Thesis was also set out to expand Cyber Trust project’s SDN testbed environment to physical devices. The expanded test environment was to enable execution of SDN laboratory exercises. The thesis was executed with three Raspberry Pis used as of-switches using Open vSwitch virtual switches. The control of Raspberry Pis was implemented with RYU-controller. Different types of queues were configured to Raspberry Pi’s physical ports for different datastreams. The data streams were marked and forwarded using RYU-controller and created with JDSU traffic generator to measuring devices, which enabled to create reports. Data about the behavior of the network in congested state was gathered by analyzing those reports. At the end Raspberry Pis were implemented as a part of JYVSECTECs RGCE environment. This implementation is to be used for SDN research and education. The research on quality of service in SDN was successful. During the research, good ways to improve quality of service in SDN were found as well as information about flaws in open source products. The expanding of SDN testbed was done, however, occurring problems with certain software could not be solved. Keywords