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Fachpraktikum - SDN (WS15/16)

Software-defined Networking
Dozent Dr. rer. nat. Frank Dürr
Umfang4 SWS
Sprache Deutsch
Studiengänge Informatik, Softwaretechnik, INFOTECH
Zielgruppe Master, Diplom Hauptstudium
TermineDonnerstags, 9:45-11:15, Raum 0.353
Kurzbeschreibung

Beschreibung

Software-defined Networking (SDN) ist eine moderne Technologie zur flexiblen Konfiguration von Netzinfrastrukturen, die aktuell eine große Unterstützung durch die Industrie (z.B. Google, IBM, NEC, Cisco, VMWare) und die Forschung erfährt.

Die Grundidee ist dabei die Trennung von Control- und Data-Plane durch die Auslagerung der Kontrolllogik (z.B. Routing-Algorithmen, Topologieerkennung) auf einen Controller, der als Dienst auf einem externen Server ausgeführt wird. Dieser Controller definiert die Weiterleitungstabellen der Switches. Die Switches sind für die Weiterleitung der Datenpakete zuständig. Die Kontrolllogik kann dabei in Hochsprachen wie C, C++, Java oder Python implementiert und einfach ausgetauscht werden (Software anstatt Firmware). Dieses Konzept kombiniert dadurch eine hohe Flexibilität und einfache Programmierung mit einer leistungsfähigen hardware-unterstützten Weiterleitung („Line-rate Forwarding“, geringe Latenz).   

Mit dem OpenFlow-Protokoll ist ein erster SDN-Standard verfügbar, der von diversen Hardware-Switches sowie Software-Switches, wie sie z.B. in Datenzentren zur Anbindung von virtuellen Maschinen auf Hosts verwendet werden (z.B. Open vSwitch), implementiert wird. Ferner existieren verschiedene quelloffene Controller-Implementierungen.

In diesem Fachpraktikum werden sowohl die Konzepte von SDN als auch anhand von realitätsnahen Beispielen die praktischen Kenntnisse zur Programmierung von Software-defined Networks vermittelt. Unter anderem werden die folgenden Themen behandelt:

  • Einführung in den OpenFlow-Standard
  • SDN-Controller-Architekturen und Schnittstellen am Beispiel von OpenDaylight (Java-basierter Controller; REST-Interface, OSGi Modul-Interface)
  • Netztopologie-Ermittlung und Statistiken (Counter)
  • Implementierung zentralisierter statischer und dynamischer Routing-Protokolle
  • Hochverfügbare und skalierbare Netzkontrolle (Control-Plane-Distribution)
  • Packet-Processing Frameworks am Beispiel von DPDK
  • Test und Leistungsbewertung mit Hilfe von Software-Switches (Open vSwitch), Hardware-Switches (Cisco), Netz-Emulation (Mininet)

Neuigkeiten:

  • Erstes Treffen: Donnerstag , 15. Oktober, 09:45, Raum 0.353 (Universitätsstraße 38) 
Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Rechnernetzen und Java.