Dynamic Virtualized Network Functions on an OpenStack Cloud

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Luukkainen, Sakari
dc.contributor.author Tolonen, Antti
dc.date.accessioned 2014-10-03T07:45:16Z
dc.date.available 2014-10-03T07:45:16Z
dc.date.issued 2014-09-29
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/14132
dc.description.abstract The amount of mobile data traffic varies during a day, and unpredictable events cause additional temporary load surges to the network cells. However, the traditional approach to scale up network capacity by deploying additional dedicated hardware to the network provides insufficient exibility. A future approach to avoid investments to expensive, dedicated networking devices and increase exibility is to virtualize their functions to software and provide them using a cloud platform on top of generic hardware. Virtualization decouples functionality from the hardware that provides it and cloud platforms automate virtualization management. Thus, increasing the network capacity will become effortless and different technologies, such as live migrations, support function movement across decentralized infrastructure. This thesis describes the construction of an OpenStack-based testbed on top of traditional computing equipment that permits the study of virtualized LTE core networks. In addition, the thesis studies the testbed network performance, live migration procedure feasibility for virtualized network functions, and the performance of a virtualized LTE core network built using open-source network functions via network packet captures. The work indicates that building an open-source, generic hardware cloud platform for a virtualized core network is feasible. The performance evaluation of our testbed and the virtualized core network indicates that they are compliant with the LTE-Advanced delay requirements. However, virtual machine live migrations cause unacceptable downtime to the virtualized functions. Possible solutions to the live migration problem include different live-migration algorithms and technologies, handling the state migration in the application level instead of migrating complete virtual machines, and the employment of application containers as a lighter form of virtualization. Furthermore, the thesis suggests the study of employing Software-Defined Networking technologies to control the testbed networks. en
dc.description.abstract Mobiilin dataliikenteen määrä vaihtelee päivän aikana, ja ennalta-arvaamattomat tapahtumat luovat verkon soluihin kuormapiikkejä. Verkon kapasiteetin kasvattaminen verkkolaitteita lisäämällä ei ole riittävän joustavaa. Tulevaisuuden ratkaisu ongelmaan on verkkotoimintojen virtualisointi ja suorittaminen yleiskäyttöisillä laskentalaitteilla verkkolaitteisiin investoimisen sijaan. Virtualisointi kytkee toiminnallisuuden irti sen tarjoavasta laitteistosta ja pilvialustat automatisoivat virtualisoinnin hallinnan. Näin kapasiteetin kasvattaminen tulee helpommaksi ja erilaiset tekniikat, kuten virtuaalikoneen ajonaikainen siirtäminen, mahdollistavat toimintojen siirtämisen hajautetussa laitteistossa. Tämä diplomityö esittää virtualisoidun LTE-ydinverkon mahdollistavan OpenStack-pohjaisen tutkimusalustan luomisen. Lisäksi työ tutkii pakettikaappauksien avulla alustan verkon suorituskykyä, käynnissä olevan virtuaalikoneen siirtämisen soveltuvuutta virtualisoiduille verkkotoiminnoille ja avoimen lähdekoodin ohjelmistoilla toteutetun LTE-verkkojärjestelmän suorituskykyä. Työn perusteella voidaan todeta, että avoimeen lähdekoodiin ja yleiskäyttöiseen laskentalaitteistoon perustuva alusta LTE:n ydinverkolle on mahdollista toteuttaa. Alustan ja sen päälle toteutetun verkkojärjestelmän suorituskyky myös vastaa LTE-standardin vaatimuksia viiveiden osalta. Käynnissä olevan virtuaalikoneen siirtäminen toisaalta aiheuttaa liian pitkän katkon verkkotoimintojen suoritukseen. Tulevaisuudessa tutkittaviksi mahdollisiksi ratkaisuiksi virtuaalikoneen siirtämisestä aiheutuviin ongelmiin diplomityö toteaa erilaiset siirtoalgoritmit ja -tekniikat, ohjelmistotason tilansiirto koko virtuaalikoneen siirtämisen sijaan sekä ohjelmistokonttien (container) käyttäminen. Lisäksi työ ehdottaa ohjelmistomääritteisen verkotuksen (SDN) käytön selvittämistä virtuaalisten ja fyysisten verkkolaitteiden hallintaan. fi
dc.format.extent 65 + 2
dc.language.iso en en
dc.title Dynamic Virtualized Network Functions on an OpenStack Cloud en
dc.title Dynaamiset virtualisoidut verkkotoiminnot OpenStack-pilvellä fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword virtualization en
dc.subject.keyword NFV en
dc.subject.keyword cloud computing en
dc.subject.keyword OpenStack en
dc.subject.keyword LTE en
dc.subject.keyword testbed en
dc.subject.keyword virtualisointi fi
dc.subject.keyword NFV fi
dc.subject.keyword pilvilaskenta fi
dc.subject.keyword OpenStack fi
dc.subject.keyword LTE fi
dc.subject.keyword tutkimusalusta fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201410062751
dc.programme.major Mobile Computing - Services and Security fi
dc.programme.mcode T3010 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Ylä-Jääski, Antti
dc.programme Master's Programme in Mobile Computing - Services and Security fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account