 |
 |
|
Existing applicants/evaluators log in here
|
|
Cooperability
| Project leader: |
Dr. Ognjen Dobrijevic |
| Project co-leader: |
Dr. Marija Furdek |
| Administering organization: |
University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing (Croatia) |
| Partner Institution/Company: |
Royal Institute of Technology (KTH), School of Information and Communication Technology |
| Grant type: |
1C |
| Project title: |
Resilient controller and hypervisor placement for future communication networks (RESyST) |
| Project summary: |
Communication networks, one of the key pillars for enabling a digital society, are evolving towards their fifth generation (5G) driven by the need to support the massive growth of traffic demands and the stringent requirements on service availability, communication latency, and cost. To enable these features, 5G solutions will rely on the software defined networking (SDN) and network virtualization paradigms that are expected to increase network agility and flexibility, while reducing the capital and operational expenditures. In SDN networks, the network control intelligence is separated from the physical network elements and logically centralized in SDN controllers. Network hypervisor facilitates virtualization by abstracting the network computational and transport resources into distinct virtual segments and serving as an intermediator between multiple SDN controller instances and data plane devices. In such networks, guaranteeing resilience of the SDN control plane to failures of physical network components is a fundamental prerequisite for ensuring accurate operation of the network and all the critical services it supports.
The goal of this project is to develop and demonstrate approaches for resilient control plane design in virtualized SDN-based networks that comprise multiple SDN controller and network hypervisor instances. In the first phase of the project, we will develop a framework for modelling control plane availability by evaluating the criticality of individual components in the presence of different failure types. A new availability metric will be defined, applicable to the advanced anycast communication scenarios of the distributed control plane. In the second phase, we will model different variants of the resilient controller and hypervisor placement problem and develop optimization algorithms to solve them. Solving this placement problem entails deciding on the number and the network locations of SDN controller and network hypervisor instances, and setting up control channels between them, while reserving sufficient working and backup resources to ensure correct operation in the presence of failures. In the third phase, the efficiency of the designed protection approaches will be experimentally validated in a laboratory testbed with state-of-the-art equipment.
As existing approaches for control plane resiliency do not apply to virtualized SDN scenarios, the newly defined availability models, the developed optimization approaches, as well as the simulation and experimental results obtained in the scope of this project will be an important contribution towards a unified framework for resilient 5G networking solutions. |
| Hrvatski sažetak: |
Komunikacijske mreže razvijaju se prema svojoj petoj generaciji (5G) kako bi podržale ogroman rast mrežnog prometa, uz stroge zahtjeve na raspoloživost usluga, kašnjenje i troškove mreže. S ciljem udovoljavanja ovim zahtjevima, 5G rješenja oslonit će se na paradigme programski upravljane mreže (engl. Software-Defined Networking, skr. SDN) i mrežne virtualizacije kako bi se povećale prilagodljivost i fleksibilnost mreže, a smanjili kapitalni i operativni troškovi. U SDN mrežama, upravljačka inteligencija mreže izdvojena je iz uređaja za prosljeđivanje prometa i postavljena u SDN upravljačke uređaje, koji čine upravljačku ravninu. S druge strane, mrežni hipervizori omogućavaju virtualizaciju putem apstrahiranja računalnih i transportnih resursa fizičkih mrežnih uređaja u izolirane virtualne mreže, koje mogu biti prilagođene specifičnim potrebama krajnjih korisnika i aplikacija. Osigurati otpornost SDN upravljačke ravnine na kvarove u mreži temeljni je preduvjet ispravnog rada takvih mreža i svih ključnih usluga koje ih koriste.
Cilj ovog projekta je razviti i demonstrirati pristupe za oblikovanje upravljačke ravnine u virtualiziranim SDN mrežama koja je raspodijeljena između više SDN upravljačkih uređaja i mrežnih hipervizora te otporna na kvarove. U prvoj fazi projekta bit će razvijen radni okvir za oblikovanje raspoloživosti upravljačke ravnine kroz ocjenu kritičnosti pojedinih komponenti u prisutnosti različitih vrsta kvarova. Nova mjera raspoloživosti bit će definirana za primjenu u naprednim scenarijima komunikacije unutar raspodijeljene upravljačke ravnine. U drugoj fazi projekta bit će oblikovane i matematički opisane različite inačice problema raspoređivanja upravljačkih uređaja i hipervizora koje je otporno na kvarove, te razvijeni optimizacijski algoritmi za pronalazak njihovih rješenja. Rješavanje ovog problema raspoređivanja uključuje odlučivanje o broju i mrežnim lokacijama SDN upravljačkih uređaja i hipervizora te o putevima upravljačkih kanala između njih, uz rezervaciju dovoljno radnih i zaštitnih resursa za osiguravanje ispravnog rada upravljačke ravnine u prisutnosti kvarova. U trećoj fazi, učinkovitost razvijenih pristupa bit će potvrđena kroz pokuse na laboratorijskom prototipu upravljačke ravnine 5G mreže s najsuvremenijom opremom.
Kako postojeći pristupi za otpornost upravljačke ravnine na kvarove nisu primjenjivi na scenarije virtualizirane SDN mreže, definirani modeli raspoloživosti, razvijeni optimizacijski pristupi te simulacijski i eksperimentalni rezultati ostvareni tijekom ovog projekta bit će važan doprinos razvoju jedinstvenog radnog okvira za rješenja 5G umrežavanja otpornog na kvarove.
|
| Amount requested from UKF: |
300000 |
| Amount of matching funding: |
168750 |
|
|
|
