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Deployment and Performance Analysis of Nation-wide OpenFlow Networks over KREONET

KREONET 기반의 광역 규모 오픈플로우 네트워크 구축 및 성능 분석

  • 홍원택 (한국과학기술정보연구원, 성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과) ;
  • 공정욱 (한국과학기술정보연구원) ;
  • 정진욱 (성균관대학교 정보통신공학부)
  • Received : 2011.07.20
  • Accepted : 2011.09.06
  • Published : 2011.12.31

Abstract

Recently, OpenFlow has been paid attention to as a fundamental technology which provides a function of virtualization and programmability in network. In Korea, deployment of OpenFlow networks in campuses and the interconnection between them through tunneling in layer 3 has been performed. However, the performance of the interconnected networks is decreased due to delay in IP layer. In this paper, we design and deploy nation-wide, not local, OpenFlow networks in a pure layer 2 environment over KREONET. After that, we do end-to-end Round-trip Time measurements and TCP/UDP performance tests in OpenFlow and normal networks, and do comparison and analysis on the test results. The results show that the nation-wide OpenFlow networks provide equal performance to normal networks except for the initial packet loss for UDP streaming. In regards to the performance decrease due to early UDP packet loss, we can mitigate it by implementing exceptional procedures in a controller which deal with the same continuous "Packet_in" events.

최근 네트워크 가상화 기능 및 망에 대한 프로그래밍의 용이성을 제공해 줄 수 있는 기반 기술로 오픈플로우 기술이 주목 받고 있다. 국내에서는 캠퍼스 실험실 수준의 로컬 망에서 오픈플로우 기술의 적용 및 Layer 3을 경유한 캠퍼스 망 간의 연동이 이뤄지고 있지만 IP 계층에서의 네트워크 지연 등으로 인한 성능 저하가 문제되고 있다. 본 논문에서는 로컬 망 수준이 아닌 국가과학기술연구망 기반의 광역 규모 오픈플로우 망을 순수 Layer 2상에서 설계 및 구축하고 종단간 Round-trip Time 측정, TCP/UDP 성능 테스트를 통해 오픈플로우 망과 오픈플로우 적용 전 일반 망의 성능을 비교 분석한다. 분석 결과, 광역 규모의 오픈플로우 망은 일반 망과 비교할 때, UDP 스트림에 대한 초반 패킷 손실 문제를 제외하고 대등한 수준의 성능을 보였다. 또한, 초반 UDP 패킷 손실로 인한 성능 저하 현상은 컨트롤러 상에 반복 유입되는 동일한 "Packet_in" 이벤트에 대한 예외 처리를 구현함으로써 개선시킬 수 있었다.

Keywords

References

  1. GENI, "http://www.geni.net"
  2. FIRE, "http://cordis.europa.eu/fp7/ict/fire"
  3. FIF, "http://fif.kr"
  4. N. McKeown, T. Anderson, H. Balakrishnan, G. Parulkar, L. Peterson, J. Rexford, S. Shenker, and J. Turner, "OpenFlow: enabling innovation in campus networks", ACM SIGCOMM Computer Communication Review, April, 2008
  5. OpenFlow, "http://www.openflow.org"
  6. N. Gude, T. Koponen, J. Pettit, B. Pfaff, M. Casado, N. McKeown, and S. Shenker, "NOX: Towards an operating system for networks", ACM SIGCOMM Computer Communication Review, July, 2008
  7. KREONET, "http://kreonet.net"
  8. D. Allan, N. Bragg, A. McGuire and A. Reid, "Ethernet as Carrier Transport Infrastructure" IEEE Communications Magazine, Vol.44, No.2, pp.134-140, Feb., 2006
  9. IEEE 802.ah standard, "http://www.ieee802.org/1/pages/802.1ah.html"
  10. E. Grasa, S. Figuerola, A. Lopez, G. Junyent and M. Savoie, "UCLPv2: A network virtualization framework built on web services", Communications Magazine, Web Services in Telecommunications, part II, pp.126-134, Mar., 2008 https://doi.org/10.1109/MCOM.2008.4463783
  11. J. Wu, H. Zhang, S. Campbell, M. Savoie, G. Bochmann, and B. St Arnaud, "A grid oriented lightpath provisioning system", GLOBECOM04, pp.395-399, 2004
  12. Matt Kolon, "Intelligent logical router service", White Paper, Juniper, 2004
  13. SNAC, "http://www.openflow.org/wp/snac"
  14. Rob Sherwood, Glen Gibby, Kok-Kiong Yapy, Guido Appenzellery, Martin Casado, Nick McKeowny, and Guru Parulkary, "FlowVisor: A Network Virtualization Layer", Technical Report, 2009
  15. iperf, "http://en.wikipedia.org/wiki/Iperf"
  16. OpenFlow switch specification version 1.0, "http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf "
  17. HP procurve 3500yl switch manual, "http://www.hp.com/rnd/support/manuals/3500yl_6200yl.htm"