Contribución al diseño de arquitecturas distribuidas de nodos de red programable

Resumen

Hoy en día, los nodos de red que forman Internet son complejos sistemas hardware/software que soportan un gran número de protocolos, servicios de red, o funcionalidades avanzadas como rewall o NAT. Sin embargo el proceso para añadir un nuevo protocolo o servicio es extremadamente largo y costoso, debido a múltiples causas, pero especialmente a que los routers siguen siendo sistemas propietarios, integrados verticalmente por los fabricantes. En este sentido, la investigación en redes programables intenta simpli car el desarrollo y el despliegue de los servicios de red mediante la de nición de interfaces abiertos entre todos los elementos que forman el router. Sin embargo hasta que los primeros diseños de nodos de red totalmente programables lleguen a comercializarse, es necesario aportar soluciones a corto y medio plazo que permitan ampliar las capacidades y servicios de los routers de alto rendimiento actuales. Esta tesis presenta una arquitectura de nodo de red programable de transici ón y bajo coste, denominada Simple Assistant-Router Architecture (SARA), que permite extender las capacidades de un router comercial delegando el procesamiento avanzado de los paquetes a un cluster de asistentes , lo que simpli ca el desarrollo y despliegue dinámico de los nuevos servicios de red. Un aspecto fundamental de esta arquitectura distribuida es la de nición de mecanismos de coordinación de los asistentes entre sí y con el router legado. Para ello se propone la utilización del Router-Assistant Protocol (RAP), un protocolo de control que permite a los asistentes con gurar el plano de datos del router, recibir eventos, así como desviar paquetes de señalización y ujos de datos para su procesamiento en los asistentes. Dada la heterogeneidad de los requisitos de las aplicaciones de red es necesario proporcionar varios mecanismos para asegurar un reparto de carga efectivo en el cluster de asistentes. Esta Tesis Doctoral propone dos algoritmos de Fast Robust Hashing que permiten la asignación equitativa y persistente de ujos a asistentes, mejorando el rendimiento de las técnicas de Robust Hashing actuales, por lo que son lo su cientemente e cientes como para ser implementados en el plano de datos de un router comercial. Además, este trabajo especi ca el eXtensible Service Discovery Framework (XSDF), un marco de trabajo sencillo y escalable, que integra en un único proceso el descubrimiento de servicios y el reparto de carga entre servidores desacoplados.