Bachelorarbeit, 2013
79 Seiten, Note: 1.0
1 Einleitung
2 Grundlagen
2.1 Benchmarking
2.2 Prototyping
2.3 Netzwerk
2.4 Klassische Netzinfrastruktur
2.5 Switching
2.6 Routing
2.7 Netzwerkvirtualisierung
2.7.1 VPN
2.7.2 VLAN
2.8 Software defined Networking
2.9 Softwarequalität
2.10 Relevante Software
2.10.1 dpctl
2.10.2 taskset
2.10.3 mininet
3 Analyse
3.1 OpenFlow
3.1.1 OpenFlow Konzept
3.1.2 Funktionsweise
3.1.3 Relevanz für die Industrie
3.1.4 Relevanz für die Forschung
3.1.5 Einschränkungen von OpenFlow
3.2 Vorüberlegungen zum Netzwerkaufbau
3.2.1 Einflussfaktoren
3.2.2 Netzwerkaufbau der Testumgebung
3.3 Benchmarking
3.3.1 Klassisches Netzwerk
3.3.2 OpenFlow Netzwerk
3.3.3 Konfiguration der Testumgebung
3.3.4 Konfiguration der Controller
3.3.5 Limitation des Benchmarkings
3.3.6 Ergebnisse
3.4 Wirtschaftliche Faktoren
4 Fazit
Diese Bachelor-Thesis untersucht das Benchmarking von OpenFlow-Netzwerken im Vergleich zu traditionellen Netzinfrastrukturen. Ziel ist es, die spezifischen Anforderungen an die Performancebewertung von OpenFlow-Systemen zu analysieren, ein Bewertungsmodell zu entwickeln und die Anwendbarkeit mittels einer experimentellen Testumgebung zu validieren.
3.1.2 Funktionsweise
In OpenFlow wird die bereits angesprochene Abstraktion über die Steuerung der in allen Switchen als Gemeinsamkeit identifizierte „Forwarding-Table“ realisiert, welche um einen Eintrag zum „Flow“ erweitert und nunmehr als „FlowTable“ genutzt wird. OpenFlow nutzt zur effektiven Kontrolle dieser Abstraktion einen zentralen „OpenFlow-Controller“, welcher die Eigenintelligenz der Switche ersetzt und für das gesamte Netz die Routing und Switching-Entscheidungen trifft. Der Controller ist dabei auf handelsüblicher Host-Hardware (Workstation, Server) implementiert, was die Kosten niedrig hält. Die technischen Details der Implementierung eines Controllers sind offen definiert, so dass ein solcher in beliebiger Sprache ohne weitere Lizenzkosten für den Controller implementiert werden kann. Dasselbe Lizenzmodell gilt auch für die Clients, welche in Hard- und Software realisiert werden können.
In den „Flow-Tables“ werden Regeln zur Behandlung von Paketen hinterlegt - der Admin kann hier auf einfachem Weg zentral Policies und Regeln einführen, verwalten und ändern - dabei stehen ihm als Definitionsgrundlage für die Regeln viele Bestandteile von netzwerküblichen Paket-Headern zur Verfügung.
1 Einleitung: Stellt das Internet als Wirtschaftsfaktor und die Grenzen klassischer Netzwerkarchitekturen dar, die zu neuen Ansätzen wie OpenFlow führen.
2 Grundlagen: Definiert zentrale Begriffe wie Benchmarking, Prototyping und Netzwerkvirtualisierung und erläutert SDN sowie die für die Arbeit relevante Software.
3 Analyse: Untersucht den OpenFlow-Standard, entwickelt ein Modell für den Netzwerkaufbau und führt eine detaillierte Performancebewertung durch.
4 Fazit: Resümiert die Ergebnisse der Benchmarks und diskutiert das Potenzial sowie zukünftige Entwicklungen von OpenFlow.
OpenFlow, SDN, Benchmarking, Netzwerkperformance, Controllertest, Netzwerkvirtualisierung, Prototyping, Software-defined Networking, Durchsatz, Latenz, Datennetzwerk, Infrastruktur, Controller, Systemtest, IT-Infrastruktur
Die Arbeit analysiert die Unterschiede zwischen dem Benchmarking von klassischen Netzwerkinfrastrukturen und solchen, die auf OpenFlow basieren.
Die zentralen Felder umfassen die Architektur von OpenFlow, Konzepte der Netzwerkvirtualisierung, die Rolle von SDN sowie praktische Methoden zur Messung von Netzwerkleistung.
Das Ziel ist es, ein Modell zur Bewertung von OpenFlow-Infrastrukturen zu entwickeln und dessen Wirksamkeit anhand einer exemplarischen Implementierung zu prüfen.
Der Autor wählt einen empirischen Ansatz: Aufbau einer Testumgebung zur Durchführung systematischer Leistungsmessungen (Benchmarks) unter variierenden Parametern.
Der Hauptteil konzentriert sich auf die theoretische Analyse des OpenFlow-Konzepts, die Konfiguration der Testumgebung und die detaillierte Auswertung der Benchmarkergebnisse.
Wesentliche Begriffe sind OpenFlow, SDN, Benchmarking, Performance, Controller, Netzwerkvirtualisierung und Netzwerkinfrastruktur.
Die Softwarewahl (insbesondere des Controllers und der Java-VM) hat einen signifikanten Einfluss auf die Messergebnisse, da OpenFlow-Logik maßgeblich softwaregesteuert ist.
Reaktive Flows führen zu einer initialen Verzögerung beim Anlegen, während proaktive Flows durch Vorabkonfiguration deutlich performanter agieren.
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