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Diseño e implementación de un entorno de análisis, experimentación, evaluación y desarrollo de Redes Definidas por Software (SDN)

Abstract:

Las redes definidas por software (Software-Defined Networking (SDN)), permiten el desacoplamiento del plano de datos con respecto al plano de control, facilitando tanto a los desarrolladores de aplicaciones como a los administradores el control uniforme y centralizado sobre los elementos de red. El controlador es aquel que posee visión total de la red e intercambia mensajes con los conmutadores indicando cual será el comportamiento de la red en base a diversos criterios. Las SDN representan un paradigma emergente de redes modernas que no puede pasarse por alto, por lo que varias universidades tanto nacional como internacionalmente han desarrollado trabajos basados en SDN, por tanto, se considera importante y trascendental que la Universidad de Cuenca aborde la investigación de este tema; partiendo del manejo de escenarios, configuración y desarrollo de aplicaciones SDN. En este trabajo se plantea el diseño e implementación de un entorno de análisis, experimentación, evaluación y desarrollo de SDN, este entorno puede ser utilizado como punto partida para el estudio y despliegue de SDN en la Universidad de Cuenca, es así que este Trabajo de Titulación es pionero en abordar este tema dentro de la Alma mater. El entorno de pruebas se compone de 12 prácticas, cada una cuenta con un escenario diferente, donde se ejemplifican y evalúan aplicaciones existentes y se desarrollan variantes con la finalidad de dar un paso adelante cubriendo desafíos y proponiendo soluciones para las redes modernas. Los principales temas a abordar en el desarrollo de estas prácticas son: Ingeniería de tráfico (Traffic Engineering (TE)), monitoreo, administración y seguridad, calidad de servicio (Quality of Service (QoS)), entre otras. Dichas prácticas no solo se limitan a un entorno de emulación sino que también se llevan a un entorno de implementación física, es así que algunas de ellas, las más didácticas para el aprendizaje de SDN, son implementadas en un laboratorio de pruebas conformado por hardware asequible (Raspberry Pi Model 3B y Rapsberry Pi Model 4) para los conmutadores de red y ordenadores portátil como terminales y controladores; siendo necesario el uso adicional de adaptadores bus universal en serie (Universal Serial Bus (USB))-Ethernet. En base a lo realizado se han elaborado las guías de prácticas correspondientes, que puedan ser usadas como material didáctico y de apoyo para estudio, investigación y desarrollo de redes definidas por software en la Universidad de Cuenca.