scholarly journals Adaptive Service-Chain Routing for Virtual Network Functions in Software-Defined Networks

Author(s):  
Abhishek Dwaraki ◽  
Tilman Wolf
2021 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
Author(s):  
Dashmeet Anand, Hariharakumar Narasimhakumar, Et al.

Service Function Chaining (SFC) is a capability that links multiple network functions to deploy end-to-end network services. By virtualizing these network functions also known as Virtual Network Functions (VNFs), the dependency on traditional hardware can be removed, hence making it easier to deploy dynamic service chains over the cloud environment. Before implementing service chains over a large scale, it is necessary to understand the performance overhead created by each VNF owing to their varied characteristics. This research paper attempts to gain insights on the server and networking overhead encountered when a service chain is deployed on a cloud orchestration tool such as OpenStack. Specifically, this research will measure the CPU utilization, RAM usage and System Load of the server hosting OpenStack. Each VNF will be monitored for its varying performance parameters when subjected to different kinds of traffic. Our focus lies on acquiring performance parameters of the entire system for different service chains and compare throughput, latency, and VNF statistics of the virtual network. Insights obtained from this research can be used in the industry to achieve optimum performance of hardware and network resources while deploying service chains.


2017 ◽  
Author(s):  
Γιάννος Κρύφτης

Η παρούσα διδακτορική διατριβή ασχολείται με το πρόβλημα της ομοσπονδιοποίησης υποδομών που παρέχουν εικονικοποιημένους πόρους και υπηρεσίες στο πλαίσιο της διαχείρισης δικτύων Internet του μέλλοντος. Παρουσιάζεται η θεωρία και η τωρινή ερευνητική κατάσταση σχετικά με τα Πληροφοριακά Μοντέλα (Information Models), τις Εικονικοποιημένες Υποδομές (Virtualized Infrastructures) και τη διαχείριση δικτύων και συστημάτων με βάση πολιτικές (Policy-based Management). Στη συνέχεια παρουσιάζεται το προτεινόμενο Πληροφοριακό Μοντέλο για την επίτευξη της ομοσπονδιοποίησης, με έμφαση στην υλοποίηση της Οντολογίας Πολιτικών που περιγράφει τις διαδικασίες που εφαρμόζονται για τη διαχείριση ετερογενών υποδομών των επιμέρους διασυνδεμένων περιοχών. Συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η προτεινόμενη αρχιτεκτονική Policy-based Federation (PBF) για τη διαχείριση Ομοσπονδίας Εικονικοποιημένων Υποδομών με τη χρήση συνεργατικών πολιτικών. Κάθε υποδομή είναι μια διαχειριστικά Αυτόνομη Περιοχή (domain). Οι χρήστες μπορούν να ζητούν εικονικά τμήματα από υπολογιστικούς και δικτυακούς πόρους διαμέσου της ομοσπονδίας, κάτι το οποίο ελέγχεται και εκτελείται με χρήση πολιτικών οι οποίες συμμορφώνονται με τις Συμφωνίες Επιπέδου Παροχής Υπηρεσιών (Service Level Agreements - SLAs) μεταξύ των διασυνδεμένων περιοχών. Το βασικό συστατικό της αρχιτεκτονικής PBF είναι η Υπηρεσία Πολιτικών η οποία προσφέρει υποστήριξη για πολιτικές intra-domain εντός μιας περιοχής (πολιτικές Υποχρέωσης - Obligation, Εξουσιοδότησης – Authorization, Προσβασιμότητας – Access Control) και inter-domain μεταξύ περιοχών (πολιτικές Αντιπροσώπευσης - Delegation). Οι τελευταίες δεσμεύουν πόρους σε απομακρυσμένες περιοχές, ανανεώνουν τον αριθμό των πόρων που ανταλλάσσονται, καθορίζουν τις δεσμεύσεις για παροχές πόρων σε απομακρυσμένες περιοχές και τέλος καθορίζουν τις εσωτερικές πληροφορίες που ανταλλάσσονται μεταξύ περιοχών μέσω εκτέλεσης απομακρυσμένων σημασιολογικών ερωτημάτων. Η Οντολογία Πολιτικών αποτελεί το κλειδί για την αρχιτεκτονική PBF αφού ορίζει τα κοινά σενάρια ομοσπονδοποίησης στο πλαίσιο των δεσμευμένων πόρων του χρήστη (user slice) καθώς και τις υπηρεσίες που εκτελούν διαχειριστικές ενέργειες. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική υλοποιήθηκε σε πρωτότυπη έκδοση με χρήση της γλώσσας προδιαγραφής πολιτικών Ponder2 και εφαρμόστηκε πιλοτικά σε Ευρωπαϊκή πλατφόρμα για το Internet του μέλλοντος στο Κοινοτικό Ερευνητικό έργο NOVI. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική εξειδικεύτηκε περαιτέρω για πολιτικές διαχείρισης πόρων σε Δίκτυα Οριζόμενα από Λογισμικό (Software Defined Networks - SDN). Για το σκοπό αυτό το Πληροφοριακό Μοντέλο επεκτάθηκε ώστε να παρέχει τη δυνατότητα περιγραφής πόρων τύπου OpenFlow μέσω ορισμών VNF (Virtual Network Functions). Οι πολιτικές αξιοποιήθηκαν στα τρία επίπεδα της τυποποίησης κατά ETSI της αρχιτεκτονικής NFV (Network Function Virtualization): Τη διαχείριση των δικτυακών λειτουργιών, τον έλεγχο του κύκλου ζωής των VNFs και την ενορχήστρωση των υπηρεσιών. Στη συνέχεια η προτεινόμενη αρχιτεκτονική γενικεύτηκε προς την ομοσπονδιοποίηση εικονικών υποδομών υπολογιστικού νέφους. Προτάθηκαν συγκεκριμένες πολιτικές Αντιπροσώπευσης καθώς και μια συνάρτηση χρησιμότητας (utility function) για τον καθορισμό των σχέσεων μεταξύ τους. Η επίδραση των πολιτικών και το σημαντικό όφελος από τη χρήση τους καταδείχθηκαν με την εκτέλεση σεναρίων προσομοίωσης.


Electronics ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (3) ◽  
pp. 323
Author(s):  
Marwa A. Abdelaal ◽  
Gamal A. Ebrahim ◽  
Wagdy R. Anis

The widespread adoption of network function virtualization (NFV) leads to providing network services through a chain of virtual network functions (VNFs). This architecture is called service function chain (SFC), which can be hosted on top of commodity servers and switches located at the cloud. Meanwhile, software-defined networking (SDN) can be utilized to manage VNFs to handle traffic flows through SFC. One of the most critical issues that needs to be addressed in NFV is VNF placement that optimizes physical link bandwidth consumption. Moreover, deploying SFCs enables service providers to consider different goals, such as minimizing the overall cost and service response time. In this paper, a novel approach for the VNF placement problem for SFCs, called virtual network functions and their replica placement (VNFRP), is introduced. It tries to achieve load balancing over the core links while considering multiple resource constraints. Hence, the VNF placement problem is first formulated as an integer linear programming (ILP) optimization problem, aiming to minimize link bandwidth consumption, energy consumption, and SFC placement cost. Then, a heuristic algorithm is proposed to find a near-optimal solution for this optimization problem. Simulation studies are conducted to evaluate the performance of the proposed approach. The simulation results show that VNFRP can significantly improve load balancing by 80% when the number of replicas is increased. Additionally, VNFRP provides more than a 54% reduction in network energy consumption. Furthermore, it can efficiently reduce the SFC placement cost by more than 67%. Moreover, with the advantages of a fast response time and rapid convergence, VNFRP can be considered as a scalable solution for large networking environments.


2021 ◽  
Author(s):  
Seyeon Jeong ◽  
Nguyen Van Tu ◽  
Jae-Hyoung Yoo ◽  
James Won-Ki Hong

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document