Experimentation on Virtualized Routing Function Migration Using OpenFlow

Abstract

[ANGLÈS] Network Function Virtualization has emerged as an operator proposal for offering network services with network functions implemented in software, which may be located in Data Centers, network nodes or even in a virtual machine. NFV is theoretically applicable to any network function and aims at simplifying the management of heterogeneous hardware platforms. Using as a basis one of the network functions offered by network routers, this thesis presents the analysis, design, and the first implementation, in a virtualized manner, of the routing function. Considering the current co-existence of IPv4 and IPv6 and the possibilities brought into the arena by OpenFlow-enabled infrastructures, the thesis describes the design of the virtualized routing protocol, enabling a simple management and avoiding signaling messages overhead in the control plane level, and the different scenarios considered to validate the virtualized function. In essence, the thesis describes one of the first implementations of the functional NFV concept, through the virtualization of the routing function over an OpenFlow network. The different scenarios validated in this thesis are used to demonstrate the applicability of the NFV-powered implementation proposed into actual production environments.

[CASTELLÀ] Network Function Virtualization (NFV) es una propuesta de los operadores de red para ofrecer sus servicios utilizando funciones de red implementadas en software. Estas funciones pueden estar ubicadas en centros de datos, nodos de red o incluso en una máquina virtual. Teóricamente, el concepto de NFV es aplicable a cualquier función de red y tiene por objetivo simplificar la gestión de plataformas de hardware heterogéneos. Utilizando como base una de las funciones de red ofrecida por routers de una red , esta tesis presenta el análisis, el diseño, y la primera aplicación, de manera virtual, de la función de enrutamiento. Teniendo en cuenta la actual coexistencia de IPv4 e IPv6 y las posibilidades que ofrece una infraestructura Openflow, esta tesis describe el diseño e implementación del protocolo de enrutamiento virtualizado, lo que permite una gestión simple y la reducción de mensajes de señalización, y los diferentes escenarios considerados para validar la función virtualizada. En esencia, la tesis describe una de las primeras implementaciones del concepto NFV, la virtualización de la función de encaminamiento en una red Openflows. Además, se demuestra la aplicabilidad de esta propuesta en entornos de producción reales.

[CATALÀ] Network Function Virtualization (NFV) és una proposta dels operadors de xarxa per tal d'oferir serveis utilitzant funcions de xarxa implementades en programari. Aquestes funcions poden estar ubicades en centres de dades, nodes de xarxa o fins i tot en una màquina virtual. Teòricament, el concepte de NFV és aplicable a qualsevol funció de xarxa i té per objectiu simplificar la gestió de plataformes de maquinari heterogenis. Utilitzant com a base una de les funcions de xarxa oferida pels routers d'una xarxa, aquesta tesi presenta l'anàlisi, el disseny, i la primera aplicació, de manera virtual, de la funció d'enrutament . Tenint en compte l'actual coexistència d'IPv4 i IPv6 i les possibilitats que ofereix una infraestructura OpenFlow, la tesi descriu el disseny i implementació del protocol d'enrutament virtualitzat, el que permet una gestió simple i la reducció de missatges de senyalització, i els diferents escenaris considerats per validar la funció virtualitzada. En essència, la tesi descriu una de les primeres implementacions del concepte NFV, la virtualització de la funció d'encaminament en una xarxa OpenFlow. A més, es demostra l'aplicabilitat d'aquesta proposta en entorns de producció reals .