Исследование и анализ задержки обработки трафика управления в программно-конфигурируемых сетях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Галич Сергей Владимирович

• Галич Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Галич Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЕЙ

1.1 Архитектура систем коммутации пакетов. Плоскости управления и данных в системах коммутации пакетов

1.2 Работы по стандартизации архитектуры программно--конфигурируемых сетей

1.2.1 ONF TR-502

1.2.2 ITU-T Y

1.2.3 IRTF RFC

1.2.4 Области дальнейшей стандартизации ПКС и перспективы исследований

1.3 Сетевые операционные системы программно-конфигурируемых сетей32

1.3.1 Архитектура сетевой операционной системы OpenDaylight

1.3.2 OpenDaylight как распределенная сетевая операционная система

1.3.3 Коммерческие СОС на базе OpenDaylight

1.4 Выводы и результаты

2. АНАЛИЗ МНОГОЯДЕРНЫХ АППАРАТНЫХ ПЛАТФОРМ ПКС-КОНТРОЛЛЕРОВ

2.1 Реализация параллелизма в современных центральных процессорах

2.2 Аппаратные платформы на базе процессоров Intel Xeon E3 и Xeon E5

2.3 Метрики параллельных вычислений

2.4 Закон Амдала

2.4.1 Модель ускорения многоядерных ЦП на основе закона Амдала для многоядерных систем

2.4.2 Модель ускорения многоядерных ЦП с поддержкой Hyper-Threading

2.5 Выводы и результаты

3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ЗАДЕРЖКИ ОБРАБОТКИ СЛУЖЕБНОГО ТРАФИКА В ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЯХ НА ОСНОВЕ ПРОТОКОЛА OPENFLOW

3.1 Протокол взаимодействия контроллера и коммутаторов программно-конфигурируемой сети OpenFlow

3.2 OpenFlow-коммутатор

3.3 Классификация задержек служебного трафика протокола ARP в программно-конфигурируемых сетях

3.4 Среда моделирования Mininet

3.5 Экспериментальное установление алгоритма обработки ARP-запросов

3.6 Экспериментальное выявление зависимости задержки передачи служебного трафика от задержки контроллера

3.7 Выводы и результаты

4. ИССЛЕДОВАНИЕ МАСШТАБИРОВАНИЯ ЗАДЕРЖКИ ПКС-КОНТРОЛЛЕРА НА АППАРАТНЫХ ПЛАТФОРМАХ С МНОГОЯДЕРНЫМИ ЦЕНТРАЛЬНЫМИ ПРОЦЕССОРАМИ

4.1 Разработка методики проведения тестирования

4.2 Анализ программного обеспечения для тестирования ПКС-контроллера

4.3 Экспериментальный стенд и методология исследования

4.4 Экспериментальное сравнение масштабирования задержки ПКС-контроллера на аппаратных платформах с ЦП Xeon E3 и Xeon E5

4.5 Экспериментальная апробация способа применения модели ускорения многоядерных ЦП для оценки уровня задержки обработки служебного

трафика при масштабировании размера сети

4.6 Выводы и результаты

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ТЕРМИНЫ И АББРЕВИАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программа автоматизации тестирования контроллеров программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Копия свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Процедура установки и настройки СОС OpenDaylight

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Экспериментально измеренные задержки ПКС-контроллера и рассчитанные на основе них значения ускорения, эффективности и доли линейных операций

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акты о внедрении результатов работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и анализ задержки обработки трафика управления в программно-конфигурируемых сетях»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Все большее проникновение информационных технологий в жизнь человеческого общества приводит к проблеме постоянного роста передаваемого трафика в сети Интернет. Так, по данным Министерства связи и массовых коммуникаций Российской Федерации [46], в период с 2010 г. по 2016 г. объем услуги связи «Доступ к сети Интернет» увеличился в пять раз и достиг цифры в 32470 Пбайт в год, что показано на рисунке 1а.

Рисунок 1. а) Динамика увеличения объема переданного трафика в сети Интернет (источник: Минкомсвязи РФ); б) Динамика роста ежемесячных объемов трафика в глобальной сети (источник: Cisco VNI) Кроме того, происходят изменения в поведении и предпочтениях абонентов сетей. Согласно аналитической оценке Cisco VNI [64], растёт доля трафика, генерируемого мобильными устройствами. К 2020 году объем глобального трафика, ежемесячно генерируемого мобильными устройствами, достигнет величины 30564 Пбайт на фоне 130758 Пбайт, создаваемых устройствами с фиксированным проводным доступом, что показано на рисунке 1б. Россия не отстает от глобальных тенденций: если в 2014 году один мобильный абонент потреблял порядка 0,5 Гб трафика в месяц, то в 2016 году эта цифра составляла уже 1,13 Гб, то есть за два года произошло удвоение

мобильного трафика на одного абонента [19]. Наблюдается и рост потребления так называемого «тяжелого» контента, а именно видеотрафика.

Растущие объемы передаваемого трафика приводят к тому, что сети становится динамическими и зачастую требуют быстрых реакций на изменение их состояния. Этому препятствует высокая сложность управления сетью ввиду наличия большого числа производителей оборудования, каждый из которых разрабатывает собственную аппаратную платформу, команды конфигурирования, а также проприетарные протоколы взаимодействия устройств. В результате этапы проектирования и пуско-наладочных работ т.н. мультивендорских сетей занимают довольно существенные временные промежутки, поскольку требуется учитывать все особенности взаимодействия устройств и протоколов. Подход же с построением сети на базе оборудования одного производителя приводит к зависимости эксплуатирующей сеть организации от производителя устройств.

Каждый сетевой узел поддерживает в актуальном состоянии собственное локальное представление о сети с помощью специализированных протоколов. Однако в случае необходимости изменения конфигурации сети администратор лишен инструмента, предоставляющего глобальный взгляд на сеть, и вынужден менять настройки каждого отдельного устройства. Существующие протоколы, подобные SNMP и NetFlow, призваны решать скорее задачи мониторинга, а не управления сетью.

Вышеперечисленные факторы делают сеть негибкой, неспособной быстро меняться в зависимости от условий. Упростить управление сетью могло бы наличие единого центра управления, позволяющего осуществлять настройку политик безопасности, маршрутизации, качества обслуживания, а также мониторинг параметров сетевых узлов. Идея подобной концепции была предложена в 2006 году специалистами из университетов Стенфорда и Беркли и получила название Software-Defined Networks (SDN), а в русскоязычной среде устоялся термин программно-конфигурируемые сети (далее-ПКС). В рамках данной концепции роль центра управления сетью выполняет

контроллер программно-конфигурируемой сети (далее-ПКС-контроллер), представляющий собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из стандартного сервера с x86-совместимой архитектурой и сетевой операционной системы. ПКС-контроллер осуществляет управление сетевыми узлами с помощью стандартизированного протокола, наиболее распространенным из которых является OpenFlow.

О преимуществах внедрения в эксплуатацию программно-конфигурируемых сетей можно судить на основе опыта зарубежных телеком-операторов и IT-компаний. В частности, Telecom Italia удалось сократить эксплуатационные расходы, увеличить скорость развертывания новых услуг и в целом повысить эффективность использования ресурсов телекоммуникационной сети благодаря централизации управления ресурсами [139].

Согласно опубликованному Правительством РФ в 2014 году перечню приоритетных научных задач, исследования в области программно-конфигурируемых сетей и виртуализации сетевых сервисов имеют ключевое значение для социально-экономического развития страны [25]. В 2017 году ПАО «Ростелеком» протестировал возможности мультивендорной транспортной ПКС на базе оборудования Huawei, NEC и Nokia. Тестирование показало, что внедрение ПКС позволяет значительно сократить время заказа, настройки и активации сервисов с нескольких недель или месяцев до нескольких часов. [36].

Степень разработанности темы. Исследовательской группой IMT-2020 в рекомендации ITU-R M.2083-0 [82] определены требования к разрабатываемой технологии сетей 5G и отмечается необходимость создания гибкой сетевой инфраструктуры на основе ПКС. Кроме того, разработчиками документа говорится о потребности понижения сетевой задержки «end-to-end» в пределах одного сегмента сети до уровня 1 мс. Согласно данным сайта Open Signal [112], средняя задержка сетей 4G Германии колеблется от 37 мс до 49 мс, в то время как в Индии - от 66 мс до 79 мс. Таким образом, достижение

заданного уровня сетевой задержки является весьма серьезной научно-технической задачей.

На сегодняшний день концепция программно-конфигурируемых сетей имеет определенные недостатки, выявленные различными исследователями. В частности, в работах Смелянского Р.Л., Шалимова А.В. [93, 51], Владыко А.Г., Киричка Р.В. [2], A Tootoonchian, R. Sherwood, S. Gorbunov, M. Casado, R. Sherwood [144], O. Salman, I. H. Elhajj [132], Y. Zhao [150] рассмотрены проблемы производительности ПКС-контроллеров и сделан ряд выводов:

-каждый ПКС-контроллер может осуществлять управление ограниченным числом сетевых узлов;

-существенное влияние на производительность ПКС-контроллера как программно-аппаратного комплекса оказывается язык программирования, на котором написана сетевая операционная система (СОС).

При этом в указанных работах авторы были сфокусированы на таком параметре производительности ПКС-контроллеров, как пропускная способность (скорость обработки потоков): показаны зависимости этого параметра производительности от числа коммутаторов в сети и количества МАС-адресов в их памяти, числа ядер процессора. Однако касательно второго ключевого параметра производительности - задержки ПКС-контроллера -были осуществлены замеры только минимального, среднего и максимального времени обработки OpenFlow-пакета. В работах Тарасова В.Н., Малахова С.В. показано, что при отсутствии в коммутаторах правил обработки OpenFlow-пакетов (реактивный режим работы) задержка в ПКС превосходит задержку в традиционных сетях с коммутацией пакетов в 1,5 раз [23], а также что потери пакетов растут с ростом задержки [24]. S. El-Geder в своем исследовании [71] на примере контроллера под управлением СОС OpenDaylight показал, что при отсутствии в коммутаторах правил обработки OpenFlow-пакетов круговая задержка (RTT) и коэффициент потери пакетов (PLR) могут быть снижены в 3,3 и 3,1 раза соответственно для линейной топологии из 128 OpenFlow-коммутаторов путем использования кластера ПКС-контроллеров.

Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время недостаточно исследовано влияние аппаратной многоядерной платформы ПКС-контроллера на задержку обработки OpenFlow-пакетов.

Объектом исследования являются программно-конфигурируемые

сети.

Предметом исследования является задержка обработки OpenFlow-пакетов контроллером программно-конфигурируемых сетей.

Цель и задачи исследования. Исследование задержки обработки OpenFlow-пакетов ПКС-контроллером и выявление закономерностей изменения данной задержки.

Для достижения поставленной цели требуется решение следующих

задач:

1. Провести анализ стандартов в области сетевых архитектур ПКС, анализ архитектуры и технических спецификаций сетевой операционной системы ПКС-контроллера.

2. Проанализировать модель ускорения многоядерных процессоров на основе закона Амдала, определить границы её применимости, выявить факторы, способные ограничивать рост ускорения.

3. Разработать модель задержки обработки служебного трафика протокола OpenFlow.

4. Осуществить экспериментальное исследование задержки обработки OpenFlow-пакетов ПКС-контроллером.

5. Разработать способ применения модели ускорения многоядерных процессоров для оценки уровня задержки обработки служебного трафика при изменении размера сети.

Научная новизна.

1. Показана возможность использования закона Амдала для описания ускорения ПКС-контроллера на многоядерных ЦП.

2. Разработана модель задержки обработки служебного трафика программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow для

обеспечения их эффективного функционирования. Выявлена зависимость задержки обработки служебного трафика от задержки ПКС-контроллера.

3. Разработан способ определения числа ядер платформы ПКС-контроллера, при котором рационально увеличение управляемого сегмента сети.

4. Показано, что эффективность использования многоядерных процессоров может быть увеличена путем использования технологии логической многопоточности Hyper-Threading при достаточной сложности вычислительной задачи.

Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения поставленной цели использованы теория сетей связи, теория вычислительных систем, методы математического и компьютерного моделирования инфокоммуникационных сетей, а также программирования на языке высокого уровня Python.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Модель оценки задержки обработки служебного трафика программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow показала, что количественное снижение данной задержки возможно за счет снижения задержки, вносимой контролером.

2. Показано, что возможно использовать закон Амдала для описания теоретической верхней границы ожидаемого ускорения на многоядерных платформах при фиксированном размере сегмента управляемой сети.

3. Показано, что увеличение числа коммутаторов в управляемом сегменте рационально в том случае, когда доля последовательных операций, совершаемых многоядерным ЦП ПКС-контроллера, перестает убывать.

4. Показано, что способом повышения эффективности использования многоядерных процессоров в ПКС-контроллере при достаточной сложности вычислительной задачи является использование технологии логической многопоточности Hyper-Threading.

Соответствие рассматриваемой специальности. Содержание диссертационной работы соответствует следующим пунктам паспорта специальности 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций:

пункту 3 - Разработка эффективных путей развития и совершенствования архитектуры сетей и систем телекоммуникаций и входящих в них устройств.

пункту 4 - Исследование путей совершенствования управления информационными потоками.

пункту 11 - Разработка научно-технических основ технологии создания сетей, систем и устройств телекоммуникаций и обеспечения их эффективного функционирования.

пункту 14 - Разработка методов исследования, моделирования и проектирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций.

Личный вклад. Основные научные результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы, изложенные в диссертационной работе, получены автором самостоятельно. Автору работы принадлежит разработка программного средства автоматизации тестирования контроллеров программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в предложении использования закона Амдала для описания ускорения ПКС-контроллера на многоядерных ЦП и в предложенной модели задержки обработки служебного трафика программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow. Практическая значимость работы состоит в разработке способа определения числа ядер ЦП ПКС-контроллера, при котором рационально увеличение управляемого сегмента сети и в доказательстве использования технологии Hyper-Threading как способа увеличения эффективности использования многоядерных ЦП.

Степень достоверности полученных результатов. При проведении экспериментальных исследований автор четко следовал указаниям рекомендации IETF draft Benchmarking Methodology for SDN Controller

Performance. Для исключения человеческого фактора при обработке результатов эксперимента было создано программное средство, зарегистрированное Федеральной службой по интеллектуальной собственности. Достоверность полученных результатов подтверждается соответствием теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация результатов. Основное содержание диссертационной работы докладывалось и обсуждалось на XXII Международном форуме МАС 2018 «Экономика в условиях цифровой трансформации» (Международная академия связи, г. Москва, 2018); Международной научно-технической конференции "Пром-Инжиниринг 2017" (СПбПУ им. Петра Великого, г. Санкт-Петербург, 2017); XX Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники» (СФУ, г. Красноярск, 2017); VI,VII, IX Всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах» (ВолГУ, г. Волгоград, 2015, 2016, 2018), XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва (г. Саранск, 2017).

Исследования, проводимые автором по теме диссертационной работы, были удостоены II места на молодежном конкурсе инноваций и инновационных проектов - Новое поколение 2016/2017, организованного Международной общественной академией связи, Общественным советом при Федеральном агентстве связи, Профсоюзом работников связи России.

Публикации. Содержание и результаты диссертационной работы отражены в 14 опубликованных работах. Публикации включают в себя 5 статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья, входящая в базы WoS/Scopus/IEEEXplore, 6 трудов и тезисов докладов на Международных и Всероссийских конференциях и форумах, 1 статья в журнале, индексируемом в РИНЦ, 1 свидетельство о регистрации программы ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 169 страницах текста и включает содержание, введение, четыре главы, заключение, приложения, библиографический список из 150 наименований. В приложениях к диссертации представлены код разработанной программы автоматизации тестирования, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ, процедура установки и настройки сетевой операционной системы, экспериментальные данные в табличном виде, акты о внедрении результатов работы.

1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ПРОГРАММНО-КОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЕЙ

1.1 Архитектура систем коммутации пакетов. Плоскости управления и данных в системах коммутации пакетов

Перед анализом концепции ПКС необходимо рассмотреть основные принципы внутреннего устройства или архитектуры существующих систем коммутации, осуществляющих прием, обработку и передачу сетевых пакетов. Данные операции выполняются коммутаторами и маршрутизаторами, реализующими при этом функциональность канального и сетевого уровней модели ОБ! [9] соответственно.

Рисунок 2. Этапы обработки РБи Рассмотрим общий случай обработки фрагмента данных или РЭи на сетевом коммутационном узле. Весь путь РЭи делится на входной тракт и выходной тракт. Первым делом после поступления РЭи на входной тракт узла осуществляется отделение заголовка, определяемого протоколом, от полезной нагрузки или декапсуляция. Полезная нагрузка (РЭи без заголовка) находится в буфере в ожидании завершения анализа заголовка, осуществляемого с целью определения дальнейшего пути РЭи (или вообще его уничтожения, например, в случае, если размер пакета отличается от определенного протоколом). После завершения анализа, заголовок превращается в метаданные (или временный заголовок) и присоединяется к полезной нагрузке, после чего подаётся на входную очередь. Входная очередь необходима для избегания перегрузки выходного тракта. РЭи ждёт разрешение на продвижение в выходную

очередь. В том случае, если выходных трактов несколько, необходима коммутационная фабрика, задачей которой является передача PDU на требуемый выходной тракт. Выходной тракт так же имеет выходную очередь, в которой PDU ожидает выходной обработки (например, применения политик QoS) и формирования заголовков. Последним этапом осуществляется присоединение заголовков к нагрузке или инкапсуляция, после чего PDU готов к передаче.

Из рассмотренной процедуры обработки PDU чётко видно разделение задач коммутационного узла на два различных класса:

• анализ заголовков PDU с целью определения его дальнейшего пути;

• физическое продвижение PDU в соответствии с результатами анализа его заголовка.

В связи с этим в архитектуре систем коммутации принято выделять [59, 95, 32, 56, 63] две плоскости, реализующих различный функционал сетевого коммутационного узла: плоскость управления (control plane) и плоскость данных (data plane). Плоскость управления реализует логику работы сетевого устройства, определяя с помощью различных служебных протоколов (например, ARP, STP, OSPF, RIP и др.) правила для дальнейшего продвижения пакета данных. Для решения этой задачи могут использоваться достаточно сложные алгоритмы, такие как алгоритм Дейкстры [70]. Далее определенные с помощью специальных протоколов правила пересылки заносятся в таблицы. Задача плоскости данных заключается в передаче полезного трафика через сетевое устройство в соответствии с установленными правилами. Исходя из особенностей решаемых каждой плоскостью задач, производители систем коммутации достаточно давно [63] осознали, что разделение данных плоскостей и реализация их на различных аппаратных компонентах позволит повысить производительность.

Рассмотрим реализацию функционала плоскостей управления и данных на примере коммутатора. Коммутатор - это сетевое устройство, выполняющее

фильтрацию и пересылку кадров данных на основе полей, содержащих адреса канального уровня. Как известно [33, 49, 34], основными показателями производительности коммутаторов наряду с пропускной способностью и задержкой передачи кадра являются скорость фильтрации и скорость продвижения кадров. Для того, чтобы коммутатор мог реализовывать перечисленные операции на скорости порта (wire-speed), в устройствах данного типа используются отдельные интегральные схемы специального назначения ASIC (англ. application-specific integrated circuit). ASIC имеет заранее предопределённый набор функций, которые выполняются аппаратно. Алгоритм работы зашит в неё на этапе производства и не может быть изменён в дальнейшем. ASIC выполняет однотипные рутинные операции, такие как преобразование поступающих на физический порт электрических импульсов в последовательность бит, подсчёт количества принятых и отправленных кадров. Применение ASIC позволяет достигать достаточно высоких показателей производительности коммутаторов. Коммутатор может иметь в своем составе как одну, так и несколько микросхем ASIC, например, работу каждых 12 портов контролирует собственная микросхема ASIC. Программирование логики работы ASIC выполняет плоскость управления, функционирующая на базе центрального процессора общего назначения. Такая архитектура схематично изображена на рисунке 3. Примерами коммутаторов, имеющих подобную архитектуру, могут быть Cisco Catalyst 2960/3650/3850 [32].

Рисунок 3. Плоскости управления и данных в архитектуре коммутатора

Стоит отметить, что если коммутатор обладает функционалом третьего (сетевого) уровня ОБ1, т.е. способен маршрутизировать трафик между подсетями, то его плоскость управления способна реализовывать более широкий функционал, чем у коммутатора канального уровня.

В случае объединения нескольких физических коммутаторов в логический стек фактически получается ситуация, при которой плоскость управления главного коммутатора в стеке управляет несколькими плоскостями данных ведомых коммутаторов. Команды плоскости управления при этом пересылаются на ведомые коммутаторы через стековый канал связи, как показано на рисунке 4, после чего плоскость данных каждого коммутатора в стеке способна выполнять принятые инструкции и осуществлять пересылку кадров данных. Создание стека коммутаторов позволяет несколько упростить администрирование сетевого оборудования и повысить отказоустойчивость сети.

Рисунок 4. Плоскости управления и данных в стеке коммутаторов

Маршрутизатор также обладает функционалом и плоскости управления, и плоскости данных. Маршрутизатором называют сетевое устройство, функционирующее на третьем (сетевом) уровне OSI, предназначенное для объединения сетей и реализующее различные дополнительные сервисы, такие как трансляцию адресов NAT, списки контроля доступа ACL, обнаружение вторжений IDS. Отличительной особенностью маршрутизатора, показанной на рисунке 5, является тот факт, что в нем функционал как плоскости управления, так и плоскости данных выполняется на базе процессоров общего назначения (при этом прочие ресурсы системы, такие как память, также являются разделяемыми). В результате маршрутизатор, по сравнению с коммутатором, является более гибким, функциональным и интеллектуальным устройством, но обладающим меньшей производительностью [35]. Примерами устройств с такой архитектурой являются маршрутизаторы серий Cisco 800, 1900, 2900.

Рисунок 5. Плоскости управления и данных в архитектуре маршрутизатора Современные маршрутизаторы, такие как серия Cisco ISR 4400 [61], для увеличения производительности снабжаются многоядерными процессорами, при этом плоскости управления и данных могут выполняться на различных процессорных ядрах. При разработке высокопроизводительных маршрутизаторов, в тех случаях, когда возможностей многоядерных процессоров общего назначения недостаточно, производители прибегают к заимствованию элементов архитектуры коммутаторов, а именно

специализированных микросхем [59]. Однако в данном случае речь идет не об использовании ASIC, обеспечивающих высокую производительность, но слабую функциональность, а о применении особого класса микросхем -сетевых процессоров (англ. Network Processor Unit - NPU). Одна из последних разработок компании Cisco в этой области способна обеспечить пропускную способность до 400 Гбит/с в полнодуплексном режиме [62].

Таким образом, плоскости управления и данных в современных коммутационных узлах - это не только и не столько функциональные абстракции. Эти плоскости физически реализуются на различной аппаратной базе в рамках одного устройства. Подобное разделение позволило отвязать передачу данных от работы протоколов и построения сети, что в результате привело к значительному повышению масштабируемости и отказоустойчивости.

Объединение функционала плоскостей управления и данных в одном устройстве исторически вытекает из семи архитектурных принципов, заложенных при разработке стека TCP/IP в ходе проекта ARPANET, активное участие в котором принимало Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency). Данные принципы в порядке убывания значимости изложены Д. Кларком в [65]:

1. Отказоустойчивость - сеть должна продолжать функционировать при потере какого-либо узла или сегмента;

2. Разнообразие сервисов коммуникации;

3. Архитектура Интернета должны быть способна объединять различные сети;

4. Распределенное независимое управление сетевыми ресурсами;

5. Экономическая эффективность или рентабельность архитектуры;

6. Расширяемость и возможность простого подключения к сети;

7. Учет использования сетевых ресурсов.

Именно ставка на отказоустойчивость в силу интересов военного ведомства привела к тому, что современные системы коммутации являются устройствами с высокой степенью автономности, лишенные единого центра управления. В результате каждое устройство имеет собственное локальное представление о сети, которое поддерживает в актуальном состоянии, обмениваясь информацией с соседними устройствами с помощью различных служебных протоколов. Однако данный подход помимо достоинства в виде отказоустойчивости имеет и ряд недостатков, к которым можно отнести необходимость настройки каждой отдельной системы коммутации, наличие различий в синтаксисе команд операционных систем коммутаторов/маршрутизаторов различных производителей (Cisco IOS, Juniper JunOS и др.), вероятные проблемы конфликтов оборудования различных вендоров, использующих помимо открытых стандартизованных протоколов еще и собственные проприетарные разработки. Для владельца инфокоммуникационной инфраструктуры, в том числе для операторов связи, это означает необходимость содержания в штате большого количества персонала с разнообразной специализацией и квалификацией. При внедрении какого-либо нового сетевого сервиса (развертывании услуги) зачастую требуется интеграция в существующую инфраструктуру новых устройств вместо морально и физически устаревшего эксплуатируемого оборудования, в результате чего срок вывода новой услуги составляет недели и месяцы. Причем из-за возрастающей сложности сетевых устройств растёт и их стоимость, а значит увеличивается срок окупаемости нового оборудования, что приводит к снижению доходов оператора. Попытка операторов развитых европейских стран увеличить прибыль за счет роста абонентской базы в современных условиях не приводит к ожидаемым результатам, т.к. степень информатизации и предоставления абонентам услуг широкополосного доступа к сети и так довольно высокая. В Российской Федерации же существует другая особенность - географическая протяженность страны, и хотя реализуемая программа устранения цифрового неравенства регионов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Галич Сергей Владимирович, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Багдасаров, Г.А. Измерение производительности и масштабируемости программного комплекса MARPLE3D / Г.А. Багдасаров, С.В. Дьяченко, О.Г. Ольховская // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. - 2012. - № 37. - 22 с. - URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2012-37 (дата обращения 06.05.2018).

2. Владыко, А.Г. Тестирование SDN контроллеров на базе модельной сети / А.Г. Владыко, Н.А. Матвиенко, М.И. Новиков, Р.В. Киричек // Информационные технологии и телекоммуникации. - 2016. - Т. 4. - № 1. - С. 17-28.

3. Галич, С.В. Аналитический обзор коммерческих ПКС-контроллеров на основе OpenDaylight / С.В. Галич, М.С. Деогенов, А.О. Пасюк, Е.С. Семенов // Огарев-online. - 2016. - № 18. - URL: http : //j ournal .mrsu.ru/arts/analiticheskij -obzor-kommercheskix-pks-kontrollerov-na-osnoveopendaylight (дата обращения: 28.04.2018).

4. Галич, С.В. Исследование производительности ПКС-контроллера OpenDaylight на сетях разных масштабов / С.В. Галич, М.С. Деогенов, В.Г. Карташевский, А.О. Пасюк, Е.С. Семенов // Известия ЮФУ. Технические науки. - №9. - 2016. - С. 121-133. DOI: 10.18522/2311-3103-2016-9-121133

5. Галич, С.В. Обзор архитектуры SDN-контроллера OpenDaylight / С.В. Галич, И.К. Сердюкова, О.Е. Сафонова // Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах: сборник докладов и тезисов VI Всероссийской научно-практической конференции, 18 мая 2015 г. -Волгоград: изд-во ВолГУ, 2015. - С. 18-25.

6. Галич, С.В. Теоретическая оценка максимально достижимого масштабирования производительности ПКС-контроллера на многоядерной аппаратной платформе / С.В. Галич, Р.А. Юртаев // Сборник докладов и тезисов VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах», г. Волгоград, 20 мая 2016 г. - Волгоград: изд-во ВолГУ, 2016. - С. 26-35.

7. Ганьжа Д. На серверном рынке без перемен? [Электронный ресурс] // Журнал сетевых решений/LAN. - 2017. - №4. - URL: https://www.osp.ru/lan/2017/04/13051896/ (дата обращения: 29.04.2018).

8. Горшенин, А.К. Параллелизм в микропроцессорах / А.К. Горшенин, С.В. Замковец, В.Н. Захаров // Системы и средства информатики. -

2014. - Т.24. - №1. - С. 46-60.

9. ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99 Информационная технология (ИТ). Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 1. Базовая модель. - М. : Стандартинформ, 2006. - 62 с.

10. Дополнения Ванга и Бриггса к классификации Флинна [Электронный ресурс] // Parallel.ru. - URL: http: //parallel. ksu.ru/computers/taxonomy/briggs. html (дата обращения: 29.04.2018).

11. Егоров, В.Б. Некоторые вопросы практической реализации концепции SDN / В.Б. Егоров // Системы и средства информатики. - 2016. - Т. 26. - №1. - C. 109-120.

12. Еремин, Е.А. К вопросу об оценке ускорения программы при изучении эффекта от параллельных вычислений / Е.А. Еремин // Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Серия: Информационные компьютерные технологии в образовании. - №11. -

2015. - С. 5-13.

13. Ефимушкин, В.А. Обзор решений SDN/NFV зарубежных производителей / В.А. Ефимушкин, Т.В. Ледовских, Д.М. Корабельников, Д.Н. Языков // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №8. -С. 5-13.

14. Ефимушкин, В.А. Роль технологий SDN/NFV в инфраструктуре цифровой экономики. Опыт тестирования и внедрения / В.А. Ефимушкин, Т.В. Ледовских, А.Б. Иванов, В.А. Шалагинов // Электросвязь. - №3. - 2018. - С. 27-36.

15. Захаров, А.А. Аспекты информационной безопасности архитектуры SDN / А.А. Захаров, Е.Ф. Попов, М.М. Фучко // Вестник СибГУТИ. - 2016. - № 1. - С. 83-92.

16. Карташевский В.Г. Основы теории массового обслуживания: учебник для вузов / В.Г. Карташевский. — М. : Горячая линия-Телеком, 2013. — 130 с.

17. Карташевский, В.Г. Оценка масштабируемости задержки ПКС-контроллера на параллельной вычислительной системе / В.Г. Карташевский, С.В. Галич, Е.С. Семенов, Н.И. Кирьянова // Инфокоммуникационные технологии. - Том 15. - №2. - 2017. - С. 163-170.

18. Кириллов И. Серверные процессоры: новые технологии и борьба за рынок [Электронный ресурс] // Сети и бизнес. - 2017. - №1. - URL: http://sib.com.ua/sib-1-92-2017/12-servernye-processory.html (дата обращения: 29.04.2018).

19. Кодачигов В. На одного абонента в России приходится больше гигабайта мобильного трафика [Электронный ресурс] // Ведомости. - URL: https://www.vedomosti.ru/technology/articles/2017/07/07/712840-bolshe-gigabaita-trafika

20. Колечкин, А.О. Программное обеспечение для тестирования контроллеров программно-конфигурируемых сетей / А.О. Колечкин, А.Г. Владыко // Материалы Девятнадцатой международной научной конференции «Распределенные компьютерные и телекоммуникационные сети: управление, вычисление, связь (DCCN-2016)». - М. : РУДН, 2016. — С. 256-263.

21. Краткое описание семейства процессоров Intel Xeon D-1500 [Электронный ресурс] // Intel. — URL: https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/processors/xeon/xeon-processor-d-brief.html (дата обращения: 30.04.2018).

22. Логинов, С.С. Об уровнях управления в программно-конфигурируемой сети (SDN) / С.С. Логинов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. - 2017. - Том 11. - №3. - С. 50-55.

23. Малахов, С.В. Теоретическое и экспериментальное исследование задержки в программно-конфигурируемых сетях / С.В. Малахов, В.Н. Тарасов, И. В. Карташевский // Инфокоммуникационные технологии. - 2015. - Т. 13. -№ 4. - С. 409-413.

24. Малахов, С.В. Экспериментальные исследования производительности сегмента программно-конфигурируемой сети / С.В. Малахов, В.Н. Тарасов // Интеллект. Инновации. Инвестиции. - 2013. - №2. -С. 81-85.

25. О приоритетных научных задачах, для решения которых требуется задействовать возможности федеральных центров коллективного пользования научным оборудованием [Электронный ресурс] // Правительство Российской Федерации. - URL: http://government.ru/orders/selection/405/10326/ (дата обращения: 16.09.2016).

26. Орлов С. Я., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб. : Питер, 2011. - 688 с.

27. Осетров, С.П. Анализ режимов кластеризации ПКС-контроллера OpenDaylight / С.П. Осетров, С.В. Галич // Современные проблемы радиоэлектроники. - Красноярск : Сибирский Федеральный Университет, 2017. - С. 636-639.

28. Осетров, С.П. Механизм отказоустойчивости в кластере Master/Slave контроллеров OpenDaylight / С.П. Осетров, С.В. Галич // Материалы XXI научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва. Ч. 1: Технические науки. -Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2017. - C. 516-523.

29. Паттерсон Д., Хеннесси Дж. Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем. Классика Computers Science. 4-е изд. -СПб. : Питер, 2012. - 784 с.

30. Про Intel Hyper-Threading и производительность виртуальных машин [Электронный ресурс] // Habr. — URL: https://habr.com/post/251163/ (дата обращения: 05.06.2018).

31. Проектирование сервера под нужды «1С:Предприятие 8» для среднего и крупного бизнеса [Электронный ресурс] // IXBT.com. — URL: http://smb. ixbt. com/articles/primery-vnedrenij/2016-12-10/proektirovanie-servera-pod-nuzhdy-1 spredprijatie-8-dlja-srednego-i-krupnogo-biznesa (дата обращения: 05.06.2018).

32. Разделение control и data plane в сетевом оборудовании [Электронный ресурс] // Habr. — URL: https://habrahabr.ru/company/cbs/blog/301000/ (дата обращения: 20.04.2018).

33. Ромасевич, П.В. Метод оценки возможности применения коммутаторов на уровнях иерархии пакетных телекоммуникационных сетей // Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах: материалы IV регион. науч.-практ. конф., г.Волгоград, 22 мая 2012 г. — Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2012. - С. 51-54.

34. Ромасевич, П.В. Оценка влияния параметров телекоммуникационной системы на среднее время задержки в условиях самоподобного трафика // Инфокоммуникационные технологии. — 2005. — №3. — С.21-26.

35. Ромасевич, П.В. Оценка памяти ввода/вывода маршрутизаторов Cisco с интерфейсами множественного доступа в телекоммуникационных сетях с интенсивным трафиком // Инфокоммуникационные технологии. — 2004. — №4. — С. 36-40.

36. «Ростелеком» протестировал возможности мультивендорной транспортной SDN-сети [Электронный ресурс] // Ростелеком. - URL: https://www.rostelecom.ru/press/news_ir/news/d441421/ (дата обращения: 16.03.2018).

37. Рыбальченко М.В., Глушань ВМ. Основы организации компьютерных систем: Учебное пособие. - Таганрог : Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009. - 53 с.

38. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017663192 «Программа автоматизации тестирования контроллеров программно-конфигурируемых сетей на базе протокола OpenFlow» / С. В. Галич ; правообладатель С. В. Галич ; заявл. 26.07.2017 ; зарегистр. 27.11.2017. - 1 с.

39. Семейство процессоров Intel® Xeon® E5 v3 [Электронный ресурс] // Intel. — URL: https://ark.intel.com/ru/products/series/78583/Intel-Xeon-Processor-E5-v3-Family (дата обращения: 02.05.2018).

40. Семенов, Е.С. Анализ и классификация задержек, возникающих при работе протокола ARP в программно-конфигурируемых сетях / Е.С. Семенов, С.В. Галич, Д.А. Тюхтяев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. - 2015. - №5 (33). -С.217-228.

41. Семенов, Е.С. Исследование функционирования ARP-протокола в программно-конфигурируемой сети / Е.С. Семенов, М.С. Деогенов, С.В. Галич, Д.А. Тюхтяев, Д. И. Чадаев, А. В. Харченко // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2016. -№3. - С.55-61.

42. Семенов, Е.С. Оптимизация IP сети с использованием программно-конфигурируемых сетей / Е.С. Семенов, М.С. Деогенов, С.В. Галич, Д.А. Тюхтяев, А.О. Пасюк // Инфокоммуникационные технологии. -Т.13. - №4. - 2015. - С. 414-419.

43. Семеновых, А.А. Сравнительный анализ SDN-контроллеров / А.А. Семеновых, О.Р. Лапонина // International Journal of Open Information Technologies. - Vol. 6, №7. - 2018

44. Смелянский, Р.Л. Программно-конфигурируемые сети [Электронный ресурс] // Открытые системы. СУБД. - 2012. - №9. - URL: https://www.osp.ru/os/2012/09/13032491/ (дата обращения: 01.05.2018).

45. Смелянский, Р.Л. Современные проблемы обеспечения безопасности в SDN / Р.Л. Смелянский, П.Л. Пилюгин // Телекоммуникационные устройства и системы. — 2017. — Т.7. — №4. —

C. 523-526.

46. Статистика отрасли [Электронный ресурс] // Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.

- URL: http://minsvyaz.ru/ru/pages/statistika-otrasli/#section-403 (дата обращения: 15.04.2018).

47. Таненбаум Э., Бос Х. Современные операционные системы. 4е изд.

- СПб. : Питер, 2015. - 1120 с.

48. Телеком и ИТ [Электронный ресурс] // А. Шалагинов. - URL: https://shalagmov.com/2016/11/27/операторы-отчитали-вендоров-на-sdn-world-forum-в-г/ (дата обращения: 05.06.2018).

49. Учебное пособие: коммутаторы локальных сетей D-Link. Четвертое издание. -М. :2006.

50. Чемерицкий, Е.В. Исследование методов контроля функционирования программно-конфигурируемых сетей : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 05.13.11 : защищена 25.09.2015 : утверждена : - М., 2015. - 200 с.

51. Advanced study of sdn/openflow controllers / A. Shalimov, D. Zuikov,

D. Zimarina et al. // Proceedings of the 9th Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia. — ACM International Conference Proceeding Series. — Moscow; Russian Federation; 2013. D0I:10.1145/2556610.2556621.

52. Akhter S., Roberts J. Multi-Core Programming. Increasing Performance through Software Multi-threading. - Intel Press, 2006. - 336 с.

53. AMD64 Technology Platform Quality of Service Extensions [Электронный ресурс] // AMD. - URL: https://www.amd.com/system/files/TechDocs/56375_Quality_of_Service_Extensio ns.pdf (дата обращения: 10.06.2018)

54. Amdahl, G.M. Computer Architecture and Amdahl's Law // Computer.

- 2013. - Vol. 46. - №. 12. - С. 38-46. D0I:10.1109/MC.2013.418

55. Amdahl, G.M. Validity of the Single Processor Approach to Achieving Large-scale Computing Capabilities // Proc. Joint Computer Conf. American Federation of Information Processing Societies (AFIPS 67). - ACM. - 1967. DOI: 10.1145/1465482.1465560.

56. Applications in the Junos Architecture [Электронный ресурс] // Juniper Networks. - URL: https://www.juniper.net/documentation/en_US/junos/topics/concept/sdk-architecture-overview.html (дата обращения: 20.04.2018).

57. Carranza, W.J. Fourth Generation Intel Core Processor Microarchitecture [Электронный ресурс] // Academia. - URL: https://www.academia.edu/4994161/Fourth_Generation_Intel_Core_Processor_Mi croarchitecture (дата обращения: 30.04.2018).

58. Cbench [Электронный ресурс] // Github. - URL: https://github.com/mininet/oflops/tree/master/cbench (дата обращения: 06.05.2018).

59. Chao H.J., Liu B. High performance switches and routers // Wiley-IEEE Press. - 2007. - 634 с.

60. Chen, K.-Y., Multithreading in Java: Performance and Scalability on MultiCore Systems / K.-Y. Chen, J.M. Chag, T.-W. Hou // IEEE Transactions on Computers, December 02, 2010. - P. 1521-1534. DOI: 10.1109/TC.2010.232

61. Cisco 4000 Series Integrated Sevices Routers Data Sheet [Электронный ресурс] // Cisco. - URL: https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/routers/4000-series-integrated-services-routers-isr/datasheet-c78-732542.html (дата обращения: 05.04.2018).

62. Cisco NPU: cетевой процессор с производительностью 400 Гбит/с [Электронный ресурс] // Servernews. - URL: https://servernews.ru/958639 (дата обращения: 20.04.2018).

63. Cisco Router Architecture [Электронный ресурс] // Cisco. - URL: https://www.cisco.com/networkers/nw99_pres/601.pdf (дата обращения: 20.04.2018).

64. Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 20162021 [Электронный ресурс] // Cisco. - URL: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/visual-networking-index-vni/complete-white-paper-c11-481360.html (дата обращения: 15.04.2018).

65. Clark D. The Design Philosophy of the DARPA Internet Protocols // Symposium Proceedings on Communications Architectures and Protocols, (SIGCOMM '88). - ACM, 1988. - Pp. 106-114.

66. Collection of tests for OpenFlow controllers testing [Электронный ресурс] // Github. - URL: https://github.com/ARCCN/ctltest (дата обращения: 06.05.2018).

67. CPU-World [Электронный ресурс]. - URL: http://www.cpu-world.com/ (дата обращения: 02.05.2018).

68. Data Plane Development Kit [Электронный ресурс]. - URL: http://dpdk.org/ (дата обращения: 25.04.2018).

69. Desktop 4th Gen Intel Core Processors Datasheet, Vol. 1 [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/processors/core/4th-gen-core-family-desktop-vol-1-datasheet.html (дата обращения: 02.05.2018).

70. Dijkstra, E.W. A note on two problems in connexion with graphs // Numer. Math - Springer Science+Business Media, 1959. - Vol.1, Iss.1. - P. 269271.

71. El-Geder S., Performance Evaluation using Multiple Controllers with Different Flow Setup Modes in the Software Defined Network Architecture. PhD dissertation. Department of Electronic and Computer Engineering, College of Engineering, Design and Physical Sciences, Brunel University, London, January 2017.

72. Femminella, M. Performance Management of Java-based SIP Application Servers / M. Ferminella, E. Maccherani, G. Reali // Proceedings of the

12th IFIP/IEEE International Symposium on Integrated Network Management, May 23-27, 2011. - Dublin, Ireland, 2011.

73. Flynn, M. Some Computer Organisations and Their Effectiveness // IEEE Transactions on Computers. - 1972. - V.21, № 9. DOI: 10.1109/TC.1972.5009071

74. Galich, S. V. Control traffic parameters analysis in various software-defined networking topologies / S.V. Galich, M.S. Deogenov, E.S. Semenov // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), St. Petersburg, Russia. - 2017. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076439

75. Guerin, X. Evaluation of Multi-core Scalability Bottlenecks in Enterprise Java Workloads / X. Guerin, W. Tan, Y. Liu, S. Seelam, P. Dube // Proceedings of the 2012 IEEE 20th International Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Computer and Telecommunication Systems, August 07-09, 2012.

- P. 308-317. DOI: 10.1109/MASC0TS.2012.43

76. Handler, W. On Classification Schemes for Computer Systems in the Post von Neumann Era // Lecture Notes in Computer Science. - 1975.

77. Higbie, L.C. Supercomputer architecture // Computer. - Vol. 6. - №2 12.

- 1973. - P. 48-56.

78. Hill, M.D. Amdahl's Law in the Multicore Era / M.D. Hill, M.R. Marty // Computer. - 2008. - Volume 41 Issue 7. - С. 33-38. DOI: 10.1109/MC.2008.209

79. Hoang, D.B. On software-defined networking and the design of SDN controllers / D.B. Hoang, M. Pham // Proceeding 6th International Conference on the Network of the Future (NOF), 2015. DOI: 10.1109/nof.2015.7333307

80. Hwang K., Briggs F.A. Computer Architecture and Parallel Processing.

- New York : McGraw-Hill, 1985.

81. IETF draft Benchmarking Methodology for SDN Controller Performance [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/dra^-ietf-bmwg-sdn-controller-benchmark-term-00 (дата обращения: 06.05.2018).

82. IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond [Электронный ресурс] / ITU-R M.2083-0 // ITU-R. - URL: https://www.itu.int/rec/R-REC-M.2083-0-201509-I (дата обращения: 16.03.2018).

83. Increasing Platform Determinism with Platform Quality of Service for the Data Plane Development Kit White Paper [Электронный ресурс] // Intel. -URL: https: //www.intel .com/content/dam/www/public/us/en/documents/white -papers/increasing-platform-determinism-pqos-dpdk-paper.pdf (дата обращения: 10.06.2018).

84. Intel Atom Processor C2000 for Microserver Performance: Brief [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/processors/atom/atom-c2000-family-brief.html (дата обращения: 30.04.2018).

85. Intel Ethernet Controller X710/ XXV710/XL710 Datasheet [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/xl710 -10-40-controller-datasheet.pdf (дата обращения: 02.05.2018).

86. Intel Xeon Processor E3-1200 v3 Product Family [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.com/content/www/us/en/processors/xeon/xeon-e3-1200v3-brief.html (дата обращения: 30.04.2018).

87. Intel Xeon Processor E3-1200 v3 Product Family Datasheet [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.ru/content/www/ru/ru/processors/xeon/xeon-e3-1200v3-vol-1 -datasheet.html (дата обращения: 02.05.2018).

88. Intel Xeon Processor E5-2600 Product Family [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.com/content/www/us/en/processors/xeon/xeon-e5-brief.html (дата обращения: 30.04.2018).

89. Intel Xeon Processor E7-8800/4800 v3 Product Families: Brief [Электронный ресурс] // Intel. - URL:

https://www.intel.com/content/www/us/en/processors/xeon/xeon-e7-v3-family-brief.html (дата обращения: 30.04.2018).

90. Intel's Haswell CPU Microarchitecture [Электронный ресурс] // Real World Technologies. - URL: https://www.realworldtech.com/haswell-cpu/ (дата обращения: 30.04.2018).

91. ITU-T M.3400 TMN management functions [Электронный ресурс] // ITU. - URL:https://www.itu.int/rec/T-REC-M.3400/en (дата обращения: 20.04.2018).

92. ITU-T Y.3300 Framework of software-defined networking [Электронный ресурс] // ITU. - URL: https://www.itu.int/rec/T-REC-Y.3300/en (дата обращения: 20.04.2018).

93. Ivashchenko, P. High performance in-kernel sdn/openflow controller / P. Ivashchenko, A. Shalimov, R. Smeliansky // Proceedings of the 2014 Open Networking Summit Research Track, USENIX, March 3-5. - Santa Clara, USA, 2014.

94. Kreutz, D. Software-Defined Networking: A Comprehensive Survey / D. Kreutz, F.M.V. Ramos, P.E. Verissimo C.E. Rothenberg, S. Azodomolky, S. Uhlig // Proceedings of the IEEE. - Vol.103, Is.1. - P.14-76. D0I:10.1109/jproc.2014.2371999

95. Kurose J., Ross K. Computer Networking: A Top-Down Approach (7th Edition) // Pearson Highter Education. - 2016.

96. Leary M., SDN, NFV, and open source: the operator's view [Электронный ресурс] // Gigaom Research. - 2014. - URL: http://ftp.tiaonline.org/Technical%20Committee/CCSC/2014.04.29/ (дата обращения: 20.04.2018).

97. Martin C. Multicore processors: challenges, opportunities, emerging trends // Proc. Embedded World Conference 2014. - Nuremberg, Germany: 2014. -P. 1-9.

98. Medved J. OpenDaylight: Towards a Model-Driven SDN Controller Architecture / J. Medved, R. Varga, A. Tkacik, K. Gray // Proceeding of IEEE

International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks 2014. - 2014. DOI: 10.1109/WoWMoM.2014.6918985

99. Mininet [Электронный ресурс]. - URL: http://mininet.github.com/ (дата обращения: 15.05.2018).

100. Network Virtualization Report 2017. SDN Controllers, Cloud Networking and more. // SDNCentral, LLC. - 2017.

101. Oktian, Y. E., Lee, S., Lee, H., & Lam, J. (2017). Distributed SDN controller system: A survey on design choice. Computer Networks, 121, 100-111. doi: 10.1016/j.comnet.2017.04.038

102. ONF TR 521 [Электронный ресурс] // Open Networking Foundation. - URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/technical-reports/TR-521_SDN_Architecture_issue_1.1.pdf (дата обращения: 20.04.2018).

103. ONF TR-502: SDN Architecture [Электронный ресурс] // Open Networking Foundation. - URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/technical-reports/TR_SDN_ARCH_1.0_06062014.pdf (дата обращения: 20.04.2018).

104. ONF TR-539 OpenFlow Controller Benchmarking Methodologies [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/TR-

539_OpenFlow_Controller_Benchmarking_Methodologies_v1 .pdf (дата

обращения: 06.05.2018).

105. ONF TS-001 OpenFlow Switch Specification version 1.0.0 (wire protocol 0x01) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://www.opennetworking.org/wp-content/uploads/2013/04/openflow-spec-v1.0.0.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

106. ONF TS-002 OpenFlow Switch Specification version 1.1.0 (wire protocol 0x02) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL:

https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-spec-v1.1.0.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

107. ONF TS-003 OpenFlow Switch Specification version 1.2. (wire protocol 0x03) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-spec-v1.2.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

108. ONF TS-006 OpenFlow Switch Specification version 1.3.0 (wire protocol 0x04) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-spec-v1.3.0.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

109. ONF TS-012 OpenFlow Switch Specification version 1.4.0 (wire protocol 0x05) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-spec-v1.4.0.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

110. ONF TS-025 OpenFlow Switch Specification version 1.5.1 (wire protocol 0x06) [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://3vf60mmveq1g8vzn48q2o71a-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2014/10/openflow-switch-v1.5.1.pdf (дата обращения: 04.05.2018).

111. Ongaro D., Ousterhout J. In Search of an Understandable Consensus Algorithm // Proceedings of USENIX Annual Technical Conference (ATC) 2014. -Philadelphia, PA, June 2014.

112. Open Signal Reports [Электронный ресурс] // Open Signal. - URL: https://opensignal.com/reports/ (дата обращения: 15.04.2018).

113. OpenDaylight Controller:MD-SAL:FAQ [Электронный ресурс] // wiki.opendaylight.org. - URL: https: //wiki. opendaylight.org/view/OpenDaylight_Controller:MD- SAL :FAQ (дата обращения: 27.04.2018).

114. OpenFlow Controller Benchmarking Tool [Электронный ресурс] // Github. - URL: https://github.com/No6things/ofc-benchmark (дата обращения: 06.05.2018).

115. OpenFlow Switch Specification version 1.3.0 [Электронный ресурс] // Open Network Foundation - URL: https://www.opennetworking.org/ (дата обращения: 25.04.2018).

116. OpenStack [Электронный ресурс]. - URL: https://www.openstack.org/ (дата обращения: 25.04.2018).

117. OpFlex: An Open Policy Protocol White Paper [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/data-center-virtualization/application-centric-infrastructure/white-paper-c 11 -731302.html (дата обращения: 25.04.2018).

118. Pan X. Internet-Draft Address Resolution Delay in SDN / X. Pan, W. Sun [Электронный ресурс] // IETF.org. — URL: https://tools.ietf.org/html/draft-pan-ippm-sdn-addr-resolv-perf-00 (дата обращения: 30.04.2018).

119. Product Specifications [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://ark.intel.com/ (дата обращения: 02.05.2018).

120. Red Hat OpenDaylight Installation and Configuration Guide [Электронный ресурс] // Red Hat. - URL: https://access.redhat.com/documentation/en-

us/red_hat_openstack_platform/13/html/red_hat_opendaylight_installation_and_co nfiguration_guide/high-availability-and-clustering-with-opendaylight

121. RFC 1157 A simple network management protocol (SNMP) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://www.ietf.org/rfc/rfc1157.txt (дата обращения: 25.04.2018).

122. RFC 4271 A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc4271 (дата обращения: 25.04.2018).

123. RFC 5415 Control And Provisioning of Wireless Access Points (CAPWAP) Protocol Specification [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc5415 (дата обращения: 25.04.2018).

124. RFC 5440 Path Computation Element (PCE) Communication Protocol (PCEP) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc5440 (дата обращения: 25.04.2018).

125. RFC 6020 YANG - A Data Modeling Language for the Network Configuration Protocol (NETCONF) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc6020 (дата обращения: 20.04.2018).

126. RFC 6830 The Locator/ID Separation Protocol (LISP) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/search/rfc6830 (дата обращения: 25.04.2018).

127. RFC 7252 The Constrained Application Protocol (CoAP) [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc7252 (дата обращения: 25.04.2018).

128. RFC 7426 Software-Defined Networking (SDN): Layers and Architecture Terminology [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc7426 (дата обращения: 20.04.2018).

129. RFC 826 An Ethernet Address Resolution Protocol or Converting Network Protocol Addresses [Электронный ресурс] // IETF.org. - URL: https://tools.ietf.org/html/rfc826 (дата обращения: 07.05.2018).

130. S. D. Casey How to Determine the Effectiveness of Hyper-Threading Technology with an Application [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://software.intel.com/en-us/articles/how-to-determine-the-effectiveness-of-hyper-threading-technology-with-an-application (дата обращения: 05.06.2018)

131. Sakic E., Kellerer W. Response time and availability study of RAFT consensus in distributed SDN control plane // IEEE Transactions on Network and Service Management. DOI 10.1109/TNSM.2017.2775061.

132. Salman O., Elhajj I. H., Kayssi A., Chehab A. SDN controllers: A Comparative Study // 18th Mediterranean Electrotechnical Conference MELECON

2016, April 18-20, 2016. - Limassol, Cyprus, 2016. DOI:10.1109/MELCON.2016.7495430.

133. SDN architecture overview version 1.0 [Электронный ресурс] // Open Network Foundation. - URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/technical-reports/SDN-architecture-overview-1.0.pdf (дата обращения: 25.04.2018).

134. SDN Controllers Report 2015 Edition [Электронный ресурс] // SDNCentral, LLC. - 2015. - URL: https://www.sdxcentral.com/reports/sdn-controllers-report-2015/ (дата обращения: 25.04.2018).

135. SDN Series Part Six: OpenDaylight, the Most Documented Controller [Электронный ресурс] // TheNewStack. - URL: https://thenewstack.io/sdn-series-part-vi-opendaylight/ (дата обращения: 25.04.2018).

136. SDxCentral Network Virtualization (NV) and SDN Controller Report 2016 // SDNCentral, LLC. -2016.

137. Sen R., Ramachandra K. Characterizing resource sensitivity of database workloads // 2018 IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA), 24-28 February 2018, Vienna, Austria. DOI: 10.1109/HPCA.2018.00062.

138. Shah S. Improve Performance and Throughput of VMs for Scientific Workloads in a Cloud Enviroment / S. Shah, A. Jaikar, S. Bae, S. Noh // 2016 International Conference on Platform Technology and Service (PlatCon), 15-17 February, 2016, Jeju, South Korea. DOI: 10.1109/PlatCon.2016.7456802

139. Software-Defined Networking Promises Competitive Advantage [Электронный ресурс] // Cisco. - URL: https://www.cisco.com/c/dam/en/us/solutions/collateral/switches/catalyst-6500-series-switches/telecom_italia_v3cs.pdf (дата обращения: 15.04.2018).

140. Suh D., Jang S., Han S., Pack S., Kim T., Kwak J. On performance of OpenDaylight Clustering // 2016 IEEE NetSoft Conference and Workshops, June 610, 2016. DOI: 10.1109/NETSOFT.2016.7502476.

141. The Intel Xeon Phi Product Family Highly-Parallel Processing for Unparalleled Discovery [Электронный ресурс] // Intel. - URL: https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/product-briefs/high-performance-xeon-phi-coprocessor-brief.pdf (дата обращения: 30.04.2018).

142. Tian Y. The performance model of Hyper-Threading technology in Intel Nehalem microarchitecture / Y. Tian, C. Lin, K. Hu // 2010 3rd International Conference on Advanced Computer Theory and Engineering, 20-22 August 2010, Chengdu, China. DOI: 10.1109/ICACTE.2010.5579564

143. Toghraee R. Learning OpenDaylight // Packt Publishing. - 2017. -

p.221

144. Tootoonchian A. On Controller Performance in Software-Defined Networks / A. Tootoonchian, S. Gorbunov, M. Casado, R. Sherwood // Proceedings of Hot-ICE'12 Proceedings of the 2nd USENIX conference on Hot Topics in Management of Internet, Cloud, and Enterprise Networks and Services, April, 2012.

145. TrendForce Finds x86 Processors Continues to Corner Server Market This Year With Global Shipment Share Estimated at 96% [Электронный ресурс] // DRAMeXchange. - URL: https://www.dramexchange.com/WeeklyResearch/Post/2/4794.html (дата обращения: 29.04.2018).

146. Veitch P., Curley E., Kantecki T. Performance Evaluation of Cache Allocation Technology for NFV Noisy Neighbor Mitigation // 2017 IEEE Conference on Network Softwarization (NetSoft), 3-7 July, 2017, Bologna, Italy. DOI: 10.1109/NETSOFT.2017.8004214

147. WCbench [Электронный ресурс] // Github. - URL: https://github.com/dfarrell07/wcbench (дата обращения: 06.05.2018).

148. Wei L. An online flow-level Packet Classification Method on Multi-core Network Processor / L. Wei, Y. Xiufen // 2015 11th International Conference on Computational Intelligence and Security (CIS), 19-20 December, 2015, Shenzhen, China.

149. wiki.opendaylight.org [Электронный ресурс]. - URL: https://wiki.opendaylight.org/view/Release/Hydrogen/Service_Provider/User_Guid e (дата обращения: 25.04.2018).

150. Zhao Y. On the Performance of SDN Controllers: A Reality Check / Y. Zhao, L. Iannone, M. Riguidel // 2015 IEEE Conference on Network Function Virtualization and Software Defined Network, November 18-21, 2015. - San Francisco, USA, 2015. DOI: 10.1109/NFV-SDN.2015.7387410

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программа автоматизации тестирования контроллеров программно-конфигурируемых сетей на базе протокола

OpenFlow

Файл setting.ini - задаёт параметры тестирования

[general]

server= #^-адрес ПКС-контроллера в формате IPv4 port= #порт

switches=[] #количество управляемых коммутаторов

cbench folder=/root/oflops/cbench #директория расположения утилиты cbench

test length= #длительность теста (милисекунды) loops= #количество тестов

cores= #число активных ядер ЦП, при котором осуществляется тестирование

pause= #пауза между тестами (секунды)

Файл run_test.py - осуществляет запуск утилиты Cbench с заданными в setting.ini параметрами

#!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf8 -*-

from configparser import ConfigParser

import sys

import os

import subprocess

from time import sleep

import calc

config = ConfigParser() config.read("settings.ini")

CONTROLLER = config["general"]["server"]

PORT = config["general"]["port"]

SWITCHES_LIST = config["general"]["switches"].replace("[", "").replace("]", "").split(",")

CBENCH_FOLDER = config["general"]["cbench_folder"] TEST_LENGTH = config["general"]["test_length"] LOOPS_NUM = config["general"]["loops"] CORES = config["general"]["cores"] FILENAME = "result_{}_{}.txt"

FINAL_FILENAME = "c{}_final_result.txt".format(CORES) MODES = ["latency", "throughput"] PAUSE = int(config["general"]["pause"])

def make command(c, s):

return c.format(CBENCH_FOLDER, CONTROLLER, PORT, LOOPS_NUM, TEST_LENGTH, s)

def print output(p): while True:

s = p.stdout.readline() if not s: break print(s,)

def make test(base command, mode): m = mode[0]

for s in SWITCHES_LIST:

PIPE = subprocess.PIPE

comm = make command(base command, s)

if mode == "throughput":

comm = comm + " -t"

comm = comm + " > " + "results/" + FILENAME.format(m, s)

print("Start test for {} mode and s={}".format(mode, s))

p = subprocess.Popen(comm, shell=True, stdin=PIPE, stdout=PIPE,

stderr=subprocess.STDOUT, close fds=True)

p.wait()

#print output(p) # Uncomment for cbench output test

print("End test")

sleep(PAUSE)

def write results to file(result list): rows = []

rows.append("cores;switches;min;max;avg;stdev;latency\n") for el in result list:

rows.append(";".join(el) + "\n") with open(FINAL_FILENAME, "w") as out_file: out file.writelines(rows)

def sort result list(l):

"""Sort list by switches"""

sorted_switches_list = sorted([int(i) for i in SWITCHES_LIST]) sorted l = []

for sw num in sorted switches list: for el in l:

if int(el[1]) == sw num: sorted l.append(el) return sorted l

if name == " main ":

base command = "{}/cbench -c {} -p {} -l {} -m {} -s {}" for mode in MODES:

make test(base command, mode)

lat_results_list = [] tp_results_list = []

for file in list(os.walk("results"))[0][2]:

if file[7] == "l":

avg lat = calc.get latency result(file)

lat results list.append((CORES, file.replace(".txt", "")[9:], str(avg_lat)))

lat results list = sort result list(lat results list)

elif file[7] == "t":

avg tp = calc.get throughput result(file)

if avg_tp == None:

continue

tp results list.append((CORES, file.replace(".txt", "")[9:], *[str(s) for s in avg_tp]))

tp results list = sort result list(tp results list)

result = []

for n, el in enumerate(lat results list):

result.append(tp results list[n] + (el[2],))

write results to file(result)

Файл calc.py - осуществляет расчет задержки и пропускной способности ПКС-контроллера по результатам теста(ов)

#!/usr/bin/env python3

# -*- coding: utf8 -*-

import os

RESULTS_FOLDER = "results"

def latency file format(file): results_list = [] for line in file:

line = line[line.find("sec:") + 6:] line = line[:line.find("total") - 3] results list.append(line)

*result, last = results list

num list = [[int(s) for s in l.split(" ")] for l in result] return num list

def throughput file format(file): for line in file:

pass last = line

if last == "": return None

last = last[last.find("=") + 1:]

last = last[:last.find("responses") - 1]

results = last.split("/")

return list(map(float, results))

def average(results list): averages = [] for row in results list:

averages.append(sum(row) / len(row)) return sum(averages) / len(averages)

def get latency result(file):

with open(RESULTS_FOLDER + "/" + file, "r") as f: # Exclude first and last row of results first, *results, last = latency file format(f) return round(1 / average(results) * 1000, 3)

def get throughput result(file):

with open(RESULTS_FOLDER + "/" + file, "r") as f: return throughput file format(f)

if name == " main pass

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Копия свидетельства о государственной регистрации

программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ В Процедура установки и настройки СОС OpenDaylight

Для возможности запуска и функционирования СОС OpenDaylight необходимо, чтобы в операционной системе имелась установленная среда выполнения Java (Java Runtime Environment, JRE), включающая в себя библиотеку Java-классов и виртуальную машину Java Virtual Machine (JVM). В среде операционной системы Ubuntu 14.04 установить JRE можно, выполнив указанную в данном приложении последовательность действий. Шаг 1. Обновляем список пакетов: apt-get update

Шаг 2. Проверяем, имеется ли в операционной системе установленная версия Java:

java -version

Если консоль возвращает результат «The program java can be found in the following packages », то Java в системе не установлена. Для установки необходимо выполнить команду: sudo apt-get install default-jre

Снова проверяем версию Java. В результате выполнения команды java -version консоль вернет результат вида: java version "1.8.0 101"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_101-b13) Java HotSpot (TM) 64-Bit Server VM (build 25.101-b13, mixed mode) Шаг 3. Установка переменной окружения JAVA_HOME необходима для определения места установки Java в системе.

Для начала необходимо узнать путь к установленной Java: update-alternatives --config java

В результате выполнения команды в консоль вернётся путь, который необходимо скопировать. Далее редактируем файл среды в каталоге etc с помощью любого текстового редактора (например, nano): sudo nano /etc/environment

JA VA_HOME="_nymb_K_Java_"

После сохранения внесенных изменений, необходимо убедиться в том, что они были применены с помощью команды:

source /etc/environment

Проверить путь к JAVA_HOME можно с помощью команды:

echo $JAVA_HOME

В результате выполнения в консоль должен быть выведен путь к переменной.

Шаг 4. Установка Apache Maven.

OpenDaylight использует Apache Maven - инструмент для сборки программного обеспечения на языке Java: компиляции, создания jar, создания дистрибутива программы, генерации документации.

Установить последнюю версию Maven можно используя менеджер пакетов:

apt-get install maven

Проверить наличие Maven в системе можно с помощью команды: mvn -version

В результате выполнения команды консоль вернет строку следующего

вида:

Apache Maven 3.3.9

Maven home: /usr/local/apache-maven-3.3.9 Java version: 1.8.0101, vendor: Oracle Corporation Java home: /usr/lib/jvm/java-8-oracle/jre Default locale: ru_ru, platform encoding: UTF-8

OS name: "linux", version: "4.2.0-42-generic", arch: "amd64", family: "unix" Шаг 5. Загрузка дистрибутива СОС OpenDaylight. Необходимо загрузить дистрибутив СОС с официального сайта https://www.opendaylight.org/. В ОС Ubuntu это можно сделать с помощью консоли:

wget https://nexus.opendaylight.org/content/groups/public/org/opendaylight/

integration/distribution-karaf/0.4.1-Beryllium/distribution-karaf-0.4.1-Beryllium.tar.gz

Далее необходимо разархивировать загруженный файл: tar -xvf distribution-karaf-0.4.1-Beryllium.tar.gz

В результате выполнения команды получим папку distribution-karaf-0.4.1-Beryllium, содержащую СОС OpenDaylight в виде karaf-контейнера. Karaf - это контейнер, который позволяет разработчикам помещать все необходимое программное обеспечение для распространения в одну папку. Такой подход упрощает установку или переустановку программного обеспечения (в нашем случае - СОС OpenDaylight) при необходимости, потому что все находится в одной папке. Karaf также позволяет программам поставлять программное обеспечение с дополнительными модулями, которые могут быть установлены при необходимости.

Запустить СОС OpenDaylight можно перейдя в папку и запустив karaf-контейнер:

cd distribution-karaf-0.4.1-Beryllium ./bin/karaf

На экране появится консоль управления СОС OpenDaylight, как показано на рисунке.

\ \ \ \ . .1111 II /1

/ 1 \\ \ / \ / \ I I \\ \< IIIIII/ \1 1 \ \

/ 1 \ 1 > > /1 1 \l % \/ U 1 1 1 1 / / / > Y \ I

\ / / \ > 1 / / II / \ /11/1

\/l_l \/ \/ \/ \/\/ / / \/

lit 1 <tab> for a list of available commands

md 1 [cmd] —help1 for help on a specific command

lit 'Cctrl- -d>1 or type 'system:shutdown1 or 'logout1 to shutdown OpenDaylight.

;'P enda у 1 i ght-us e r @ >feature:list -i

•Jame 1 Version | Installed I Repository 1 Description

standard 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Karaf standard feature

;onfig 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Provide OSGi ConfigAdmin support

region 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Provide Region Support

package 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Package commands and nrfoeans

car 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Provide KAR (KARaf archive) support

ssh 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Provide a SSHd server on Karaf

nanagement 1 3.0.3 | x 1 standard-3. 0 3 1 Provide a JMX MBeanServer and a set of MBeans in K

:>p enda у 1 i ght-us e r @ >1

Рисунок - Консоль СОС OpenDaylight

Посмотреть перечень всех модулей СОС можно с помощью команды feature: list, а список установленных модулей - с помощью команды feature: list —i.

С использованием консоли для СОС необходимо установить следующие модули:

feature:install odl-l2switch-switch feature:install odl-l2switch-switch-ui feature:install odl-openflowplugin-all feature:install odl-openflowplugin-drop-test dropallpacketrsrpc on

ПРИЛОЖЕНИЕ Г.

Экспериментально измеренные задержки ПКС-контроллера и рассчитанные на основе них значения ускорения, эффективности и доли линейных операций

Задержки ПКС-контроллера на аппаратных платформах с ЦП Xeon E3 и Xeon E5 при 16 OpenFlow-коммутаторах

Число ядер ЦП, штук Задержка ПКС-контроллера, мкс

Xeon E3 Xeon E5 Xeon E3 HT Xeon E5 HT

1 89 53 79 63

2 68 52 64 35

3 63 35 56 26

4 62 32 53 22

5 24 20

6 22 21

7 20 20

8 21 20

9 22 21

10 22 20

11 23 21

12 23 22

Рассчитанные значения ускорения на аппаратных платформах с ЦП Xeon E3 и Xeon E5 при 16 OpenFlow-коммутаторах

Ускорение, раз

Число ядер ЦП, штук Xeon E3 Xeon E5 Xeon E3 HT Xeon E5 HT

1 1 1 1.13 0.84127

2 1.3 1.019231 1.393 1.514286

3 1.39 1.514286 1.608 2.038462

4 1.43 1.65625 1.674 2.409091

5 2.208333 2.65

6 2.409091 2.52381

7 2.65 2.65

8 2.52381 2.65

9 2.409091 2.52381

10 2.409091 2.65

11 2.304348 2.52381

12 2.304348 2.409091

Рассчитанные значения эффективности аппаратных платформ с ЦП Xeon E3 и Xeon E5 при 16 OpenFlow-коммутаторах

Эффективность

Число ядер ЦП, штук Xeon E3 Xeon E5 Xeon E3 HT Xeon E5 HT

1 1 1 1.13 0.84127

2 0.65 0.509616 0.696 0.757143

3 0.463333 0.504762 0.536 0.679487

4 0.3575 0.414063 0.419 0.602273

5 0.441667 0.53

6 0.401515 0.420635

7 0.378571 0.378571

8 0.315476 0.33125

9 0.267677 0.280423

10 0.240909 0.265

11 0.209486 0.229437

12 0.192029 0.200758

Рассчитанная доля линейных операций на аппаратных платформах с ЦП Xeon E3 и Xeon E5 при 16 коммутаторах

Доля линейных операций

Число ядер ЦП, штук Xeon E3 Xeon E5 Xeon E3 HT Xeon E5 HT

1 1 1 1.13 0.84127

2 0.65 0.509616 0.696 0.757143

3 0.463333 0.504762 0.536 0.679487

4 0.3575 0.414063 0.419 0.602273

5 0.441667 0.53

6 0.401515 0.420635

7 0.378571 0.378571

8 0.315476 0.33125

9 0.267677 0.280423

10 0.240909 0.265

11 0.209486 0.229437

12 0.192029 0.200758

Задержки ПКС-контроллера на аппаратных платформ! с ЦП Xeon E5 при различном числе OpenFlow-коммутаторов

Задержка, мкс

Число OpenFlow- коммутат оров, штук Число ядер ЦП, штук

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 31 28 32 38 33 39 33 38 42 42 46 45

1, HT 31 34 34 36 36 42 42 42 45 42 49 47

2 26 28 32 31 32 35 34 38 39 38 40 37

2, HT 29 32 32 32 33 34 34 37 40 35 46 39

4 21 26 23 26 28 28 30 32 33 34 35 34

4, HT 25 28 29 28 30 31 29 32 32 35 35 38

8 30 32 23 21 20 22 24 25 24 24 24 26

8, HT 36 22 21 20 22 22 21 25 23 24 25 28

16 53 52 35 32 24 22 20 21 22 22 23 23

16, HT 63 35 26 22 20 21 20 20 21 20 21 22

32 96 78 62 48 39 32 30 25 24 22 24 23

32, HT 96 55 41 33 29 25 22 22 22 22 22 23

64 177 122 99 72 63 57 52 45 41 36 38 37

64, HT 153 90 67 57 50 42 37 39 37 34 32 30

128 337 211 159 117 111 106 94 84 79 75 73 71

128, HT 246 149 119 99 91 79 69 73 69 63 59 56