Diseño e implementación de una arquitectura de EDGE computing con el protocolo de overlay VXLAN para el proyecto FCI TEMONET

Abstract

A menudo la arquitectura de red implementada, la distancia geográfica entre los puntos finales y el número de saltos, en término de redes, que existe entre un cliente y un servidor son algunos de los factores que intervienen de forma directa en el flujo de datos dentro de la red. En el caso de la arquitectura si no es la más adecuada, puede repercutir en la velocidad de transferencia incrementando así los tiempos de respuesta en la interacción con las diferentes aplicaciones. Tomando en cuenta esta problemática, esta tesis tiene como objetivo mejorar estos tiempos escogiendo un diseño de arquitectura que se adapte de mejor manera al trabajo que demanda el proyecto TEMONET. El presente trabajo de tesis propone la creación de una arquitectura basada en la computación de borde. En el borde se hará la implementación de conmutadores virtuales conocidos como OpenvSwitch y estos serán administrados por un controlador: Ryu. Los conmutadores y el controlador establecen la conexión usando el protocolo OpenFlow y gracias a que los conmutadores admiten la implementación del protocolo VxLAN, se puede hacer uso de túneles virtuales a nivel de capa 2 del modelo OSI. Aplicando la metodología en cascada se definieron los objetivos a alcanzar, se diseñó la arquitectura y se implementó la misma para así realizar las pruebas pertinentes. Con los resultados obtenidos se pudieron analizar los tiempos de respuesta existentes cuando se hace transferencia de archivos, estos fueron elevados cuando se usaba un solo enlace. Agregando otro enlace que trabaje de forma simultánea y aplicando algoritmos de balanceo de carga se logró disminuir en un porcentaje alto estos tiempos, cumpliendo así el objetivo principal de este proyecto de tesis y estableciendo una base para futuros desarrollos enfocados en la disminución de retardo en los tiempos de respuesta de una red.

Often the network architecture implemented, the geographical distance between endpoints and the number of hops, in terms of networks, that exist between a client and a server are some of the factors that directly intervene in the flow of data within the network. For architecture if it is not the most appropriate, it can impact the transfer speed thus increasing response times in the interaction with different applications. Taking into account this problem, this thesis aims to improve these times by choosing an architecture design that best suits the work demanded by the TEMONET project. This thesis work proposes the creation of an architecture based on edge computing. At the edge will be the implementation of virtual switches known as OpenvSwitch and these will be managed by a controller: Ryu. Switches and the controller establish the connection using the OpenFlow protocol, and because the switches support VxLAN protocol implementation, virtual tunnels can be made at the Layer 2 level of the OSI model. Applying the cascading methodology defined the objectives to be achieved, the architecture was designed and implemented to carry out the relevant tests. With the results obtained, the response times that were existing could be analyzed when transferring files, which were high when a single link was used. Adding another link that works simultaneously and applying load balancing algorithms was achieved decrease by a high percentage these times, thus fulfilling the main objective of this thesis project and establishing a basis for future developments focus on decreasing delay in network response times.