Yazılım tanımlı ağlarda hizmet kalitesi için OpenFlow Meter özelliklerinin incelenmesi ve uygulaması
An analysis and implementation of OpenFlow Meter specifications for quality of service purposes in the software-defined networking
Yazar: ALİ PAK
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM TANER OKUMUŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enformatik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Hizmet kalitesi, bilgisayar ağlarında farklı hizmet ihtiyaçlarına sahip uygulamalara kaynak tahsisi veya önceliklendirme yapılarak, kaynakların verimli bir şekilde kullanımını sağlamak için gereklidir. Geleneksel ağ mimarisine aykırı olarak Yazılım Tanımlı Ağlar programlanabilirlik konusunda sunduğu esneklik ve merkezi yapıdaki kontrolör sayesinde bütünsel bir hizmet kalitesi politikasının uygulanmasını kolaylaştırmaktadır.

Bu çalışmada Yazılım Tanımlı Ağlarda kontrolör ve ağ cihazları arasındaki iletişim kurallarını belirten OpenFlow protokolünün Meter özellikleri incelenmiş ve hizmet kalitesi yapılarının nasıl sağlanabileceği gösterilmiştir. Meter özelliklerinin uygulanabilmesi için kontrolör ve ağ cihazlarının OpenFlow1.3 protokolüyle uyumlu olması gerekmektedir. Bu yüzden çalışmamızda Floodlight kontrolör ve ofSoftSwitch kullanılmıştır. Floodlight kontrolöre Meter ve akış-kaydı modülleri eklenmiş ayrıca kontrolörde bulunan istatistik modülüne de güncellemeler yapılmıştır.

Mininet emulatöründe oluşturulan test ortamında iki uç arasında bir trafik oluşturularak bu trafiğin Floodlight kontrolör tarafından yönetilmesi sağlanmıştır. İstatistik modülü aracılığıyla elde edilen sonuçlara bakıldığında Meter modlarından dscp_remark ile paketlerin düşürülme önceliklerinin değiştirilerek trafik önceliklendirmesi yapıldığı, Drop modu ile paketlere belirli bir oranda bant genişliği garantisinin sağlandığı ayrıca DSCP bitleri kullanılarak trafik bölmelendirmesi işleminin yapılabildiği gözlenmiştir. Sonuç olarak OpenFlow Meter özellikleri kullanılarak hizmet kalitesi yapılarının oluşturulabildiği ortaya konmuştur. Bu özelliklerin hizmet kalitesi destekli yönlendirme algoritmaları ile daha verimli çalışacağı öngörülmektedir.

Abstract:
Quality of Service is required to ensure efficient use of resources, by providing bandwidth reservation or prioritizing network traffics, for the applications with different service needs in the computer networks. In contrast to the traditional network architecture, Software-Defined-Networks facilitate the implementation of a holistic Quality-of-Service policy with its features such as flexibility in terms of programmability and the centralized controller.

In this study, Meter features of OpenFlow protocol, specifying the communication rules between the controller and the network devices in SDN, has been examined and how to provide the structure of the Quality of Service has been demonstrated. In order to use the Meter features, controllers and network devices must be compatible with the OpenFlow1.3 protocol. Therefore, the Floodlight controller and the ofSoftSwitch have been used in this study. Meter and flowSetter modules have been added to the Floodlight controller, also statistics module has been updated.

In the test environment, created by Mininet, it is provided that the traffic has been established between two Hosts and this traffic has been managed by the Floodlight controller. According to the results, obtained from the statistics module, it has been observed that traffic prioritization made by changing the drop precedence levels of the packages with the Dscp_remark mode, a certain amount of bandwidth guarantee provided with the Drop mode. Moreover, traffic splitting can be performed by using DSCP bits. As a result, this study has demonstrated that the QoS structures can be created by using OpenFlow Meter features in the SDN environment. It is estimated that these features will work more efficiently with the QoS supported routing algorithms.