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Programmable Residues Defined Networks for Edge Data Centres

机译：边缘数据中心的可编程残留定义网络

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Edge Data Centres (EDC) are often managed by a single administrative entity with logically centralized control. The architectural split of control and data planes and the new control plane abstractions have been touted as Software-Defined Networking (SDN), where the OpenFlow protocol is one commonchoice for the standardized programmatic interface to data plane devices. However, in the design of an SDN architecture, there is no clear distinction between functional network parts such as core and edge elements. It means that all switches require to support lookups over hundreds of bits with complex actions that have to be specified by multiple tables. In this paper, we propose a new programmable architecture for EDC networks, named Residues Defined Networks (RDN). In RDN, a controller defines a network policy (e.g. connectivity protection) setting flow entries at the edges. Based on these entries, the edge switches assign route-IDs to flows. A route is defined as the remainder of the division (Residue) between a route-ID and a set of switch-IDs within RDN core. In case of failures, emergency routes are compactly encoded as programmable residues forwarding paths written into the packets. RDN scalability is evaluated considering 2-tier Clos topologies which cover mostly EDC deployments supporting up to 2304 servers. A RDN proof-of-concept prototype is implemented in Mininet for network emulation. Also, to increase the accuracy on latency measures, we implement RDN in NetFPGA that is validated in a testbed with 10Gbps Ethernet boards. RDN offers ultra-fast failure recovery (sub-milliseconds carrier grade), achieves low latency with RDN switching time per hop ( 0.6 microseconds) and no jitter within the RDN core.
机译：边缘数据中心（EDC）通常由具有逻辑集中控制功能的单个管理实体管理。控制平面和数据平面的体系结构分离以及新的控制平面抽象被吹捧为软件定义网络（SDN），其中OpenFlow协议是数据平面设备标准化编程接口的一种选择。但是，在SDN体系结构的设计中，功能网络部分（例如核心和边缘元素）之间没有明显的区别。这意味着所有交换机都需要支持具有数百个位的查找，这些查找具有必须由多个表指定的复杂操作。在本文中，我们提出了一种用于EDC网络的新的可编程体系结构，称为残差定义网络（RDN）。在RDN中，控制器定义了在边缘设置流条目的网络策略（例如，连接保护）。基于这些条目，边缘交换机将路由ID分配给流。路由定义为RDN核心内的路由ID和一组交换ID之间的剩余部分（剩余）。在发生故障的情况下，紧急路由被紧凑地编码为可编程残差转发路径，这些路径被写入数据包。评估RDN的可伸缩性时考虑了2层Clos拓扑，这些拓扑主要覆盖支持多达2304个服务器的EDC部署。 Mininet中实现了RDN概念验证原型，用于网络仿真。另外，为了提高延迟测量的准确性，我们在NetFPGA中实现了RDN，该RDN已在具有10Gbps以太网板的测试平台中进行了验证。 RDN提供超快速的故障恢复（运营商级毫秒级），通过每跳RDN切换时间（0.6微秒）实现低延迟，并且RDN核心内无抖动。

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