Управління SDN-мережею дата-центрів на базі модифікованого підходу DevoFlow

Нестеренко, М., & Марінов, А. (2025). Управління SDN-мережею дата-центрів на базі модифікованого підходу DevoFlow. Сучасні інформаційні технології, (1), 38–46. https://doi.org/10.17721/AIT.2025.1.05

Вступ. Досліджено особливості реалізації рівня управління SDN-мереж під час обслуговування різних за обсягом потоків дата-центрів на основі технології Hedera, протоколу OpenFlow та підходу DevoFlow. Розподіл функцій оброблення, збору статистичних даних та періодичності оновлення статистичних даних впливають як на обсяг службової інформації, так і на ефективність та оперативність управління щодо розподілу вхідного трафіка для балансування навантаження. Метою роботи є модифікація підходу Hedera за рахунок перерозподілу функцій класифікації потоків та адаптивного управління залежно від обсягу потока на рівні управління, а також розроблення алгоритму визначення допустимого часу надсилання статистичних даних від комутаторів на SDN-контролер.
Методи. Використано метод системного аналізу та декомпозиції для дослідження складних систем, методи збору даних про стан мережі, а також евристичні правила для визначення обсягу службового трафіка.
Результати. У результаті проведеного аналізу особливостей побудови і роботи таких технологій, як Hedera та DevoFlow, запропоновано модифіковану архітектуру побудови рівня управління та визначено основні функції програмних модулів, які дають змогу підвищити ефективність роботи SDN-контролерів. А саме, завдяки зміні порядку збору й оброблення службової інформації на обладнанні SDN-мережі дата-центрів і поверненню до централізованого типу управління.
Визначено підходи щодо класифікації вхідних потоків та їх розбиття на малі „mice-flows”, середні „medium-flows” і великі потоки „elephant-flows”, що дозволяє в подальшому використовувати багатошляхову маршрутизацію для ефективнішого використання ресурсів мережі. Також у цій статті запропоновано алгоритм визначення допустимого часу надсилання статистики від комутаторів (метод push-based), який враховує динаміку зміни навантаження в лініях у мережі, кількість активних сесій і базується на евристичному правилі обмеження обсягу службового трафіка.
Висновки. Розроблено модифіковану архітектуру рівня управління на базі підходу DevoFlow та визначено основні функції програмних модулів SDN-контролера мережі дата-центрів. Розроблено аналітичні залежності для визначення допустимого часу надсилання статистичних даних від комутаторів на SDN-контролер, які враховують поточний стан завантаженості мережі. А також проведено ряд експериментів для обґрунтування обраного методу отримання статистичних даних і підтвердження достовірності запропонованого алгоритму допустимого часу надсилання статистичних даних від комутаторів на SDN-контролер.