Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и разработка средств управления ИТ- инфраструктурой в проводных корпоративных и ведомственных компьютерных сетях на основе технологии программно-конфигурируемых сетей (ПКС, SDN) и виртуализации сетевых сервисов (NFV)

Докладчик: Антоненко Виталий Александрович

Должность: младший научный сотрудник, к.ф.-м.н.

Цель проекта:
1. Развитие отечественного производства технологически независимых и конкурентоспособных сетевых продуктов; повышение эффективности использования, уровня качества сервиса и безопасности национальных, ведомственных и корпоративных компьютерных сетей. 2. Создание научно-технического задела для разработки и производства отечественных компонентов сетевой инфраструктуры на основе технологии программно-конфигурируемых сетей и виртуализации сетевых функций. Эти компоненты (они же конечные продукты): распределённая платформа управления сетью, ПКС коммутатор, средства виртуализации сетей и сетевых сервисов, ориентированные на поставщиков телекоммуникационных услуг. Научный задел включает методы и алгоритмы, архитектурные и экспериментальные программно-технические решения для построения указанных выше компонентов.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Методы, алгоритмы и программно-технических решения для построения систем управления ИТ-инфраструктурой в составе:
– Архитектура распределённой платформы управления программно-конфигурируемыми сетями;
– Унифицированный программный интерфейс для управляющих сетевых приложений платформы управления ПКС;
– Алгоритмы маршрутизации для сетей ПКС с учётом требований к качеству обслуживания;
– Алгоритмы балансирования сетевой нагрузки на базе ПКС с целью поддержки необходимого качества сервиса и обеспечения эффективной нагрузки в сети;
– Алгоритмы отображения виртуальной топологии сетей на физическую топологию при выполнении требований обеспечения требуемого качества сервиса;
– Алгоритмы обеспечения отказоустойчивости и высокой доступности компонентов управления инфраструктурой информационных ресурсов предприятия;
– Алгоритмы управления необходимым количеством виртуальных сетей (виртуа-лизация сетей) с управлением сетевыми потоками на базе заданного качества обслуживания (SLA), эффективному распределению сетевых потоков по физи-ческой сети;
– Программно-технические решения в виде экспериментальной программной реализации разработанных алгоритмов (экспериментального образца программного комплекса, ЭО ПК).

2.
2.1. ЭО ПК состоит из следующих компонентов:
– распределенная платформа управления крупномасштабными корпоративными сетями;
– набор распределенных управляющих сетевых приложений для управления ПКС;
– автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора платформы управления ПКС;
– модуль виртуализации сетевых сервисов на базе существующей платформы управления инфраструктурой информационных ресурсов предприятия OpenStack;
– программного OpenFlow-совместимого ПКС-коммутатора на базе средств Intel DPDK и Open vSwitch;
– OpenFlow-совместимого ПКС-коммутатора на основе инструментария Evaluation System board (компании EZChip).
– средства отладки программного обеспечения для управления ПКС.
2.2. Распределенная платформа управления должна обеспечивать:
– территориально распределенное взаимодействие группы ПКС-контроллеров (горизонтальная масштабируемость);
– защиту от перехвата управления сетью и противодействия атакам вида «отказ в обслуживании» (DDOS) на узлы платформы;
– поддержку не менее 10 000 коммутаторов;
– поддержку не менее 100 000 конечных узлов;
– поддержку установки не менее 100 000 000 новых потоков в секунду.

2.3. Модуль виртуализации сетевых сервисов должен обеспечивать:
– создание и функционирование высокопроизводительных сетевых сервисов уровней L1-L3 Эталонной модели взаимодействия открытых систем;
– управление сетевой инфраструктурой предприятия, состоящей из не менее 50 коммутаторов и 1000 конечных узлов;
– отображение до 1 000 000 виртуальных сетевых соединений на виртуальную среду.

3.
3.1. Впервые будет выполнена экспериментальная реализация ПКС контроллера, сочетающего в себе распределённость, отказоустойчивость и балансировку нагрузки.
3.2. Будут разработаны новые алгоритмы управления трафиком в ПКС-сетях (в частности, формирования маршрутов, балансировки нагрузки).

4. Реализация распределённого ПКС контроллера имеет преимущество над зарубежными исследовательскими и коммерческими разработками в части функциональности балансировки нагрузки и отказоустойчивости.

5. С целью доведения результатов до потребителя должны быть проведены следующие мероприятия:
– Публикация результатов НИР в трудах конференций и в журналах с высоким рейтингом.
– Создание демонстрационных сегментов ПКС сети достаточно большого масштаба, в том числе, проведение испытаний распределённой платформы управления ПКС.
– Подготовка методических и учебных материалов по применению, развёртыванию и программированию (администрированию) распределённой платформы управления ПКC и средств виртуализации сетевых функций.
– Выполнение НИОКР по созданию промышленного образца распределённой платформы управления ПКС и и средств виртуализации сетевых функций.



Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Построение компьютерных сетей национального масштаба, сетей центров обработки данных, специализированных компьютерных сетей. .

2. Потребителями планируемых результатов могут быть Интернет-провайдеры, владельцы крупных центров обработки данных, операторы общегосударственных сетей специального назначения, крупные научно-исследовательские организации и консорциумы.


3. Технологии ПКС и виртуализации сетей и сетевых сервисов позволят удовлетворить нарастающие требования к сетевой инфраструктуре без неконтролируемого роста расходов. Их внедрение позволит операторам динамически перераспределять имеющиеся ресурсы, быстро вводить новые услуги там, где это необходимо, за счет установки новых программных модулей.
Использование высокопроизводительного ПКС-контроллера позволит впервые исследовать возможности эффективной реализации в сетях ряда критически важных сервисов анализа и управления трафиком (например, DPI и др.).
Выполняемые в рамках ПНИ работы будут способствовать созданию и развитию отечественных ИТ-продуктов, конкурентоспособных на мировом рынке, развитию отечественных центров компетенции для разработки информационных технологий мирового класса за счет расширения интеграционных связей между фундаментальной и прикладной наукой, системой образования и промышленностью, в том числе международных.

Текущие результаты проекта:
1. Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по тематике ПНИ.
2. Проведены патентные исследования по тематике ПНИ.
3. Проведено исследование принципов построения и функционирования программно-конфигурируемых сетей с централизованным управлением коммутацией с учетом их применения в крупных корпоративных сетях.
4. Разработаны архитектура, спецификации, алгоритмы для распределенной платформы управления ПКС-сетей крупного масштаба.