Tendencias en NFV y SDN

NFV: La transformación de la red

27 de mayo de 2015

Carlos J. Bernardos cjbc@it.uc3m.es

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Índice

� ¿De dónde venimos y hacia dónde vamos?

� Software Defined Networking (SDN)

� Network Function Virtualization (NFV)

� El futuro de las redes: SDN y NFV

� Conclusiones

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¿De dónde venimos y hacia dónde vamos?

Tengo que configurar unnuevo servicio en la red

� ¿De dónde venimos?

4

¿De dónde venimos y hacia dónde vamos?

¿hacia dónde vamos?

5

Virtualización de red

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Software Defined Networking (SDN)

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SDN: Software DefinedNetworking

� El paradigma de las redes definidas por software ( Software Defined Networking) separa los planos de control y de datos� Pasando de un diseño vertical…

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SDN: Software DefinedNetworking

Control plane

Data plane

� El paradigma de las redes definidas por software ( Software Defined Networking) separa los planos de control y de datos

� El paradigma de las redes definidas por software ( Software Defined Networking) separa los planos de control y de datos� ... a un diseño horizontal

� La inteligencia se mueve delos equipos de conmutaciónal Controlador de Red

� Los switches sólo reenvíanel tráfico

� El protocolo OpenFlow es elestándar de-facto entrecontrolador y switches�Estandarizado por la Open

Networking Foundation

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Arquitectura SDN

Fuente: Open Networking Foundation (ONF) - SDN Archite cture Overview

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ONF: Open NetworkingFoundation

� Responsables de la estandarización de OpenFlow y OpenFlow-Config

Áreas más activas

Áreas más activas

11

Tendencias actuales SDN

� Multitud de esfuerzos alrededor de SDN� Industria y estandarización

� ONF

� IETF

� IEEE

� Open Source� OpenDayLight

� Ryu, Pox, FloodLight, …

� Academia y formación

� A continuación vamos a repasar algunos

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SDN: ONF WMWG

� Tomamos como ejemplo del Wireless & Mobile Working Group (WMWG) del ONF

� Objetivos del WMWG� Examinar los requisitos particulares de SDN en

redes móviles e inalámbricas� OpenFlow fue diseñado para redes Ethernet

� Simplificar la interacción entre las redes inalámbricas y las redes de paquetes con una configuración y gestión centralizada

� Aplicar la arquitectura SDN de la ONF en redes inalámbricas y móviles

� Identificar las mejoras a OpenFlow necesarias

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SDN: ONF WMWG

� De varios casos de uso a 3 proyectos

Mobile Packet

Core

Wireless

Backhaul

Unified Access

Aplicación de OpenFlow al nucleo

de redes 3GPP (EPC)

Separación de planos de datos/control en GWs, gestión de la movilidad y de los

flujos para offloading

Red de back-haulinalámbrica

El controlador SDN centralizado optimiza los parámetros radio en el plano de datos usando OpenFlow

Desarrollar una red de acceso unificada que utiliza un controlador común para gestionar los puntos de acceso

inalámbricos y los conmutadores

cableados

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SDN: ONF Mobile Packet Core

� Plano de control SDN y EPC separado del de datos

� Encaminamiento inteligente de los flujos a través d el plano de datos EPC usando OpenFlow teniendo en cuenta las necesidades de la red inalámbrica

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Encaminamiento de Servicios en redes móviles

� Uso de SDN para dirigir selectivamente el tráfico a las funcionalidades de servicio adecuadas en un orden concreto ( servicefunction chaining, SFC)

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SDN: ONF Wireless Backhaul

� A medida que la demanda de recursos en el backhaul cambia, el controlador SDN calcula el camino y asigna los r ecursos� Teniendo en cuanta capacidad de la red, disponibili dad de los

enlaces, etc.

� También puede mejorarse la eficiencia energética

� Nuevos tipos de puertos OpenFlow para enlaces inalám bricos (p.e., microondas)

Control planeClient

SDN Controller

Virtual Control

Direct Control

MW Backhaul Network Optical Backhaul Network

OpticalBackhaul SDN

Controller

MicrowaveBackhaul SDN

Controller

Data planeDirect Control

Virtual Control

ETH Backhaul Network

Direct Control

Application planeApplication

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SDN: Tendencias en investigación

� Evolución en el diseño de conmutadores� Soporte a implementaciones heterogéneas

� Más eficientes, diseño nativo

� Arquitecturas de controladores� Modularidad y flexibilidad

� Interoperabilidad

� Alta disponibilidad� Controladores distribuidos

� Algoritmos de posicionamiento de controladores

� Delegación de control

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SDN: Tendencias en investigación

� Robustez� Las soluciones SDN deben proporcionar

niveles análogos a soluciones actuales

� Requisitos de operador� Utilización de caminos de back-up/emergencia

� Monitorización caminos extremo a extremo

� Escalabilidad� Sobrecarga tráfico de control

y configuración conmutadores� Dimensionado dinámico de controladores

� Delegación de tareas de control a conmutadores

� Mejoras consumo energético

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SDN: Tendencias en investigación

� Evaluación de rendimiento� Medidas del rendimiento de soluciones SDN

� Necesario para el rediseño de aquellos aspectos relevantes de la arquitectura

� Seguridad y fiabilidad� SDN puede ayudar a mejorar la seguridad, pero

introduce potenciales debilidades específicas� Ataques al plano de control, al controlador o a

las aplicaciones pueden afectar a toda la red

� Migración y despliegues híbridos

� Aplicación de SDN en sistemas finales

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Network Function Virtualization (NFV)

21

Network Function Virtualization

Fuente: ETSI NFV ISG – White Paper 1

22

Arquitectura NFV

Fuente: ETSI NFV ISG - NFV Architecture Framework (GS NFV 002)

23

ETSI NFV ISG

Áreas más activas

Áreas más activas

Áreas más activas

Áreas más activas

� Principal actor en la estandarización de la arquite ctura de NFV

24

Tendencias actuales NFV

� Multitud de esfuerzos alrededor de NFV� Industria y estandarización

� ETSI

� IETF

� …

� Open Source� OPNFV

� OpenMANO

� …

� Academia y formación

� A continuación vamos a repasar algunos

25

NFV: Tendencias en investigación

� Soporte multi-dominio/multi-vendor NFV� Federación de infraestructuras NFV

� Arquitecturas NFV eficientes energéticamente

� Nuevas áreas de aplicación de NFV: IoT , 5G, …

� Garantías de servicio� Rendimiento, estabilidad, consistencia

� Herramientas de diagnóstico, medida

� Análisis predictivo

� Portabilidad

26

NFV: Tendencias en investigación

� Tecnologías de auto -gestión en NFV� Planificación

� Optimización

� Diagnóstico

� Recuperación

� Validación

� Seguridad� Implicaciones en la privacidad

� Infraestructura NFV (NFVI)

� Validación topologías de red y encadenamiento de servicios

27

NFV: Tendencias en investigación

� Nuevos algoritmos de composición de servicios� Incluyendo aspectos de

seguridad, balanceo y fiabilidad

� Algoritmos de orquestación� Recursos de computación,

almacenamiento yconectividad

� Implicaciones demulti-dominio y seguridad

� Mejoras de robustez y fiabilidad

Imágenes: Jordi Castells

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El futuro de las redes:NFV y SDN

� Las tecnologías NFV y SDN se complementan y benefician mutuamente� Gestión plano de datos NFVI

� Gestión plano de datos entre VNFs (SFC)

� Gran interés por parte de la industria� Oportunidad para grandes empresas y SMEs

� Mucha actividad en curso y futura

� 5G-PPP: colaboración público privada

� Multitud de esfuerzos de investigación en curso� Necesidad de formación

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Master y Especialista en Network Function Virtualization (NFV) y en Software Defined Networks (SDN)

Ofrecido por IMDEA Networks

en colaboración con Ericsson y Telefonica

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Programa de postgrado

� Programas Master / Especialista en nuevas tecnologías de virtualización de redes (NFV) y redes definidas por software (SDN )� Master en NFV y SDN – dos años

� Especialista en NFV y SDN – un año

� Cursados a tiempo parcial, compatible con la actividad profesional (jueves y viernes tarde)

� Destacados profesores de la industria y la universidad

� Impartido en Inglés

� Prácticas en empresa opcionales

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Especialista

24 Créditos

Programas Máster / Especialista en NFV y SDN

Más información: masterNFV@imdea.org

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Conclusiones

� Estamos viviendo un cambio de paradigma: la virtualización de las redes

� NFV y SDN son tecnologías clave en este futuro (¿presente?) de las redes

� Gran interés por parte de la industria, la comunidad Open Source y la academia� Necesidad de formación en esta temática

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