[PPT] - A QoS-Enabled OpenFlow Environment for Scalable Video PowerPoint Presentation

SLIDE 1

A ¡QoS-‑Enabled ¡OpenFlow ¡Environment ¡ ¡ for ¡Scalable ¡Video ¡Streaming ¡

Seyhan ¡Civanlar, ¡ ¡Murat ¡Parlakışık, ¡ ¡A. ¡ ¡Murat ¡Tekalp ¡ ¡ ¡ Burak ¡Görkemli, ¡ ¡Bülent ¡Kaytaz, ¡ ¡Evren ¡Önem ¡

ARGELA ¡Technologies ¡& ¡Koc ¡University ¡ Istanbul, ¡TURKEY ¡

0 ¡

SLIDE 2

QoS in the Current Internet

IntServ ¡

¡Does ¡not ¡scale ¡well ¡

DiffServ ¡

Only ¡per-‑hop ¡QoS ¡support ¡

MPLS/tunnelling ¡

Lacks ¡on-‑demand ¡re-‑ configurability ¡

More ¡bandwidth ¡ ¡

Current Internet is ideally suited for Best Effort traffic

2

SLIDE 4

Data Forwarding Route Calculation

Classical Router

Router in the Current Internet

Forwarding ¡and ¡route ¡calcula?on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡both ¡on ¡the ¡router ¡ Distributed ¡network ¡controls ¡ Vendor ¡proprietary ¡implementa?ons ¡ Router ¡is ¡a ¡closed ¡box: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Not ¡open ¡for ¡innova?on

¡ ¡

Flow Table

3

SLIDE 5

Stanford’s ¡Clean ¡Slate ¡Program ¡ Implemented ¡widely ¡in ¡GENI ¡backbone ¡ Enables ¡network ¡slicing ¡ Decouples ¡Data ¡Forwarding ¡and ¡Route ¡Calcula?on ¡ Open-‑source ¡

OpenFlow: A Future Internet Proposal

Data Forwarding Flow Table OpenFlow Switch Data Forwarding Flow Table OpenFlow Switch

OpenFlow Protocol (SSL)

Route Calculation OpenFlow Controller

Dumb data-path switches

Flow Table Flow Table Data Forwarding Flow Table OpenFlow Switch Flow Table

4

SLIDE 6

Confederated Controllers

5 ¡

Control Layer Data Layer

SLIDE 7

Other centralized telecom architectures

SCP HLR PSTN ¡ MOBILE ¡ ¡ NETWORK ¡

INAP MAP

DB DB

Highly scalable !
Highly reliable !
High performance (per call processing) !
It works!

location billing, announcements

6

SLIDE 8

Decouple ¡Best ¡Effort ¡and ¡QoS ¡Rou?ng ¡ Calculate ¡QoS ¡Flow ¡Tables ¡in ¡the ¡Controller ¡ Download ¡Flow ¡Tables ¡to ¡Switches ¡ Use ¡available ¡OpenFlow ¡Protocol ¡ No ¡or ¡minimal ¡protocol ¡extension ¡needed ¡

Create ¡QoS ¡Slices ¡

Proposed QoS enabled OpenFlow

Data Forwarding BE Flow Table OpenFlow Switch

OpenFlow Protocol

BE Route Calculation OpenFlow Controller QoS Route Calculation QoS Flow Table

7

SLIDE 9

Why OpenFlow for QoS?

8 ¡

Backbone ¡of ¡GENI ¡Network ¡– ¡ ¡Large ¡scale ¡ experimentaWon ¡is ¡possible ¡ Allows ¡for ¡‘network ¡virtualizaWon’ ¡

Network ¡slices ¡for ¡QoS ¡

¡Centralized ¡control ¡paradigm ¡

More ¡visibility ¡into ¡the ¡network ¡resources ¡

Easily ¡programmable ¡

Program ¡controller ¡for ¡QoS ¡rouWng ¡

Suitable ¡for ¡Lab ¡ ¡environment ¡

Well ¡documented ¡Opensource ¡code ¡ Can ¡simulate ¡switches ¡with ¡Linux ¡machines ¡

SLIDE 10

ROUTE ¡ ¡ CALCULATION ¡ ROUTE ¡/SLICE ¡ ¡ MANAGEMENT ¡ SECURITY ¡ OPENFLOW ¡ NETWORK ¡ INTERFACE ¡ Routes ¡ Users ¡ OpenFLow ¡ Network ¡ NETWORK ¡ MANAGEMENT ¡ SSL ¡ QoS ¡CONTRACT ¡ENTRY ¡ ¡ INTERFACE ¡ QoS ¡CONTRACT ¡ ¡ MANAGEMENT ¡ QoS ¡ ¡ MANAGEMENT ¡ QoS ¡ Contracts ¡ Public ¡ Internet ¡ hZps ¡

Net. ¡data ¡

Controller Architecture

Resource Monitoring
Resource Signaling
Resource Reservation
QoS Contract Mgmt.

SLIDE 11

Minimize weighted sum of (packet loss on BE & QoS-route-length) such that QoS packet loss is zero

Optimization of QoS Flow Routing

1 2 3 4 5 QoS route BE route

9

SLIDE 12

QoS OpenFlow Demo Setup

11 ¡

Receiver: ¡ SVC ¡Streaming ¡ ¡ Client ¡

Forwarder-‑1 ¡ (Ingress) ¡ Forwarder-‑ 2 ¡ Forwarder-‑4 ¡ (Egress) ¡

Forwarder-‑3 ¡

Controller ¡ Sender: ¡ SVC ¡Streaming ¡ ¡ Server ¡ Controller-‑Forwarder ¡ ¡ messaging ¡I/F ¡ IP ¡network ¡I/F ¡ Public ¡ Internet ¡ 10.0.0.1 ¡ 10.0.0.2 ¡ p1(F1-‑F2) ¡ p2(F1-‑F3) ¡ p3(Sender) ¡ p1(F1-‑F2) ¡ p2(F2-‑F4) ¡ p1(F1-‑F3) ¡ p2(F3-‑F4) ¡ p1(F2-‑F4) ¡ p2(F3-‑F4) ¡ p3(Receiver) ¡ p1, ¡p2, ¡p3 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Ports ¡

SLIDE 13

Messaging using OpenFlow Protocol

12 ¡

Streaming ¡ Server ¡ Forwarder ¡1 ¡ Forwarder ¡3 ¡ Forwarder ¡ ¡4 ¡ Streaming ¡ Client ¡ Forwarder ¡2 ¡ Controller ¡

Configuring ¡network ¡ ¡ for ¡QoS ¡request ¡

Polling ¡ ¡informaWon ¡from ¡ingress ¡ ¡ and ¡egress ¡switches ¡

OFPT_STATS_REQUEST ¡ OFPT_STATS_REQUEST ¡ OFPT_QUEUE_STATS ¡ OFPT_QUEUE_STATS ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ OFPT_FLOW_MOD ¡ QoS ¡Request ¡ QoS ¡Response ¡<QoS ¡id> ¡ Release ¡<QoS ¡id> ¡ Ok ¡ ¡<QoS_id> ¡ QoS ¡Flow ¡(streaming ¡ ¡video) ¡ QoS ¡Flow ¡(streaming ¡ ¡video) ¡

Reconfiguring ¡ network ¡to ¡ respond ¡to ¡

congesWon ¡ ¡

CROSS ¡ LAYER ¡ REQUEST ¡

SLIDE 14

Before QoS rerouting

13 ¡

イメージを表示できません。メモリ不足のためにイメージを開くことができないか、イメージが破損している可能性があります。コンピュータを再起動して再度ファイルを開いてください。それでも赤い x が表示される場合は、イメージを削除して挿入してください。

SLIDE 15

After QoS rerouting

14 ¡