Εικονικός μεταγωγέας - Virtual Switch Ανάλυση απαιτήσεων, σχεδιασμός και υλοποίηση

Abstract

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η ανάλυση των απαιτήσεων και ο σχεδιασμός ενός εικονικού μεταγωγέα (layer-2 switch), που να έχει τη δυνατότητα να δημιουργεί τοπικά και εικονικά τοπικά δίκτυα, με κόμβους εικονικές μηχανές (virtual machines). Οι εικονικές μηχανές λειτουργούν σε πραγματικές υποδομές και χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση πειραμάτων σε πραγματικά δίκτυα. Συγκεκριμένα έγινε χρήση του ανοιχτού λογισμικού Open vSwitch, το οποίο υλοποιεί λειτουργίες μεταγωγής σε εικονικοποιημένα περιβάλλοντα. Έγινε ο σχεδιασμός του δικτυακού συστήματος και στη συνέχεια ελέγχθηκε η απόδοση του εικονικού μεταγωγέα τόσο σε καταστάσεις απλής μεταγωγής πακέτων και δεδομένων όσο και σε περιπτώσεις streaming ήχου και βίντεο όπου η ποιότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας είναι ιδιαίτερα σημαντική και απαιτητική. Τέλος για κάθε πείραμα που εκτελέσθηκε, καταγράφηκαν σε γραφικές παραστάσεις τα αποτελέσματα της χρήσης του δικτύου. Η μεθοδολογία αυτή μπορεί να γίνει οδηγός για την πραγματοποίηση διαφορετικών πειραμάτων αλλά και για τη χρήση του συγκεκριμένου ανοιχτού λογισμικού σε ιδιαίτερα απαιτητικές δικτυακές δομές καθώς έχουν καταγραφεί όλα τα βήματα για την εγκατάσταση και τη λειτουργία του.

The scope of this thesis was to analyze the requirements and the design of a virtual switch (layer-2 switch), which has the potential to create local and virtual local area networks (VLANs), using as nodes virtual machines. These virtual machines run in real infrastructure and can be used for experiments on real networks. The open source software that was selected to implement the switching function in the visualized environments was Open vSwitch. First aim was the design and installation of the network system. Second aim was the evaluation of the performance of the virtual switch both in simple packet-switching and data situations and in cases of sound and video streaming, where quality of service is of great importance. Finally, for each experiment performed, the results of the Network traffic were recorded and displayed in graphs. This methodology can be a guide for conducting new experiments as much as using the selected software in highly demanding network virtualized structures due to the fact that every step for installation and operation are recorded analytically.