[ca] La xarxa definida per programari (SDN) separa el pla de control del pla de dades. L'enfocament SDN inicial implica un únic controlador centralitzat, que pot no escalar correctament a mesura que la xarxa creixi de mida. Els controladors distribuïts han sorgit per abordar els inconvenients d'un únic controlador centralitzat. . Un dels reptes de recerca més importants per a les arquitectures de controladors distribuïts és gestionar de manera eficaç els controladors, que inclou l'assignació de controladors suficients a les ubicacions de xarxa adequades. Per abordar aquests problemes, fem les següents contribucions. Aquesta tesi amplia el mètode de resolució del Problema de Col·locació de Control (CPP) basat en els algorismes de K-means i K-center per incloure un Problema de Col·locació de Controladors Jeràrquics (HCPP), situat a un nivell alt de Super Controller (SC), un nivell de controladors mestres (MC) i el nivell més baix de controladors de domini (DC). La mètrica d'optimització és la latència entre el controlador i els commutadors assignats a aquest. L'arquitectura i la metodologia proposades s'implementen utilitzant la topologia de NREN d'Europa occidental de l'Internet Topology Zoo. La topologia de la xarxa es divideix en clústers i es determina el nombre òptim de controladors de domini (DC) i la seva ubicació per a cada clúster. L'optimització de la ubicació de MC determina el nombre òptim de MC i la seva col·locació òptima. Com a segona contribució, es defineix una latència acumulada per resoldre el CPP, que té en compte tant la latència entre el controlador i els seus commutadors associats com la latència entre controladors. Sota la restricció de la latència, es formula un problema d'optimització segons la programació lineal de nombres enters mixts (MILP). L'objectiu de la investigació és reduir la latència acumulada alhora que es redueix el nombre de controladors de xarxa i optimitza la seva col·locació per aconseguir un equilibri òptim. El rendiment del mètode desenvolupat s'avalua en la topologia de xarxa real d'Internet2 OS3E. Per aconseguir el tercer objectiu, es va desenvolupar una mètrica que inclou la fiabilitat. També s'ha de tenir en compte la latència de comunicació entre controladors perquè un retard baix entre el commutador i el controlador no sempre implica un retard curt del controladorcontrolador per a una ubicació concreta dels controladors. Com a tercera contribució, proposem una nova mètrica per al CPP per millorar la fiabilitat dels controladors que tingui en compte tant la latència de la comunicació com la fiabilitat de la comunicació entre commutadors i controladors, així com entre controladors. La fiabilitat es té en compte quan falla un únic enllaç identificant la col·locació òptima dels controladors per aconseguir baixes latències en el trànsit del pla de control. L'objectiu d'aquest projecte és reduir la latència mitjana. Com a quarta contribució, aquest estudi avalua el model d'optimització Joint Latency and Reliability-aware Controller Placement (LRCP). Com a mètrica d'avaluació, la latència del pla de control (CPL) es defineix com la suma de la latència mitjana de commutador a controlador i la latència mitjana entre controladors. La latència del pla de control, utilitzant les latències reals de la topologia de xarxa real, es calcula per a cada col·locació òptima a la xarxa. En el cas d'una fallida en un únicenllaç, es calcula i s'avalua el CPL real de les ubicacions LRCP per determinar com de bones són les ubicacions LRCP. Les mètriques CPL s'utilitzen per comparar les mètriques de latència i fiabilitat amb altres models. Aquest estudi proporciona la prova que les metodologies desenvolupades per a xarxes a gran escala són molt potents pel que fa a la recerca de totes les ubicacions de controladors factibles mentre s'avaluen els resultats. A més, en comparació amb el treball anterior, inclou la latència entre els controladors i la fiabilitat per a un esdeveniment de fallada d'un enllaç únic.

[en] Software-Defined Networking (SDN) separates the control plane from the data plane. The initial SDN approach involves a single centralized controller, which may not scale properly as a network grows in size. Distributed controllers have emerged to address the disadvantages of a single centralized controller. The control architecture needs to be distributed with traffic control between switches and controllers and among the controllers in order to allow SDNs for several thousand switches. One of the most significant research challenges for distributed controller architectures is to effectively manage controllers, which includes allocating enough controllers to appropriate network locations. To address these daunting issues, we make the following major contributions: This thesis expands the method of solving the Control Placement Problem (CPP) based on the K-means and K-center algorithms to include a Hierarchical Controller Placement Problem (HCPP), located at a high level of Super Controller (SC), a middle level of Master Controllers (MCs), and the lowest level of domain controllers (DCs). The optimization metric addresses latency between the controller and the switches assigned to it.. The proposed architecture and methodology are implemented using the topology of Western European NRENs from the Internet Topology Zoo. The entire network topology is divided into clusters, and the optimal number of controllers (DCs) and their placement are determined for each cluster. MC placement optimization determines the optimal number of MCs and their optimal placement. As a second contribution, an accumulated latency is defined to solve CPP, which takes into account both the latency between the controller and its associated switches and the latency between controllers. Under the constraint of latency, an optimization problem is formulated as per mixed-integer linear programming (MILP). The goal of the research is to reduce accumulated latency while also reducing the number of network controllers and optimizing their placement to achieve an optimal balance. The performance of the developed method is evaluated on Internet2 OS3E real network topology. To achieve the third objective, a metric was developed that includes reliability. The communication latency between controllers should also be considered because a low controller-switch delay does not always imply a short controller-controller delay for a particular controller placement. As the third contribution, we propose a novel metric for CPP to improve the reliability of controllers that takes into account both communication latency and communication reliability between switches and controllers, as well as between controllers. When a single link fails, reliability is taken into account. This aspect concluded by identifying the optimal controller placement to achieve low latencies in control plane traffic. The goal of this project is to reduce the average latency. As the fourth contribution, this study evaluates the Joint Latency and Reliability-aware Controller Placement (LRCP) optimization model. As the evaluation metric, control plane latency (CPL) is defined as the sum of the average switch-to-controller latency and average inter-controller latency. The latency of the control plane, utilizing the actual latencies of the real network topology, is calculated for every optimum placement in the network. In the case of a failure of the single link, the actual CPL for LRCP placements is calculated and evaluated to determine how good LRCP placements are. CPL metrics are used to compare latency and reliability metrics with other models. This study provides proof that the developed methodologies for large-scale networks are highly powerful in terms of searching for all feasible controller placements while assessing the outcomes. In addition, compared to previous work including latency among controllers and reliability for an event of single-link failure.