Energy efficient virtual network embedding in federated software defined networks

Abstract

Bu tez çalışma üst seviye bir yazlım tanımlı ağ(SDN) kontrol ünitesinin her biri kendi alanı içerisindeki ağın yönetiminden sorumlu olan diğer SDN kontrol ünitelerini yönettiği federe (çoklu-alan) SDN ağlarında enerji açısından verimli sanal ağ gömmesi problemini ele almaktayız, ilk olarak enerji açısından verimli sanal ağ gömmesi problemini için bir tamsayı doğrusal programlama formülasyonu yaptık ve önererek algoritmamızın performansını bu formülasyonun CPLEX çözümünün ürettiği optimum sonuçlarla karşılaştırık. Bu kapsamda, ağın toplam enerji tüketimini minimize etmeyi amaçlayan ve ağ linklerin bant genisliği gereksinimlerini dikkate alan bir sezgisel algoritma öneriyoruz. Algoritmamız üç aşamadan oluşuyor. Birinci aşamada üst seviye SDN kontrol ünitesi sanal ağ talebini bir veya birden çok SDN alanı arasında dağıtmaktadır. Ikinci aşamada her SDN kontrol ünitesi kendi alanı içerisindeki sanal ağ gömmesini gerçekleştirmektedir. Üçüncü aşamada ise alanlar arasındaki yönlen-dirmeyi yapmaktadır. Simülasyon sonuçlarımız önerdiğimiz sezgisel algoritmanın tek alanlı bir senaryoyla kıyaslandığında toplam enerji tüketimi açısından tatmin edici so-nuçlar verdiğini göstermektedir. Anahtar: Yazılım tanımlı ağlar, sanal ağ gömmesi, enerji verimliliği, yeşil ağlar, çoklu-alan ağları, sezgisel algoritmalar.

In this thesis, we focus on energy efficient virtual network embedding in federated (multi-domain) software defined networks (SDN). We first formulate an optimization problem as an integer linear program (ILP) that minimizes the energy consumption of the network links, while at the same time adhering to the bandwidth and CPU requirements of the virtual network requests. We then propose a polynomial-time heuristic algorithm, which consists of three stages. In the first stage, the top SDN controller partitions the virtual network request into multiple domains, while in the second stage, each SDN controller implements virtual network embedding in its own domain. Finally, in the third stage, the algorithm performs inter-domain routing. Our simulation results demonstrate that our proposed algorithm yields close performance to the solutions obtained by using the optimization software CPLEX that implements our ILP.