Mice flow routing in data centers based on software-defined networking

Abstract

Network operators have used SDN for routing flows in DCNs. However, a significant problem affecting the overall performance of DCNs based on SDN is the delay introduced to latency-sensitive small flows (i.e., mice) by the SDN controllers. Current approaches tackle this problem by compiling and installing paths for mice and elephants dynamically, but this has shortcomings related to the large number of routing rules that the switches must handle, leading to significant delays to mice flows. In this monograph, we introduce MiceDCER, an algorithm that allows the efficient routing, regarding the delay, of mice flows in SDN-based DCNs by assigning internal Pseudo-MAC (PMAC) addresses to the edge switches and hosts. It also installs wildcard rules based on the information carried out by the ARP packets, to indicate the controller the rules it should install on the switches. To test our algorithm, we developed a prototype and conducted the experiments in an emulated topology to compare the results with other routing protocols based on the number of rules. This comparison reveals that MiceDCER significantly reduces the number of rules installed in switches on the topology and, therefore, contributes to reducing the delay in SDN-based DCNs.

Los operadores de red han usado SDN para enrutar flujos en DCNs. Sin embargo, un problema significante que afecta el desempeno general de los DCNs ˜ basados en SDN es el retardo introducido en los pequenos flujos sensibles a ˜ la latencia (es decir, ratones) por los controladores SDN. Los enfoques actuales abordan este problema compilando e instalando rutas dinamicamente para los ´ elefantes y ratones, pero esto tiene deficiencias relacionadas con el gran nume- ´ ro de rutas de enrutamiento que los conmutadores tienen que manejar, llevando a retardos significantes en los flujos ratones. En esta monograf´ıa, introducimos MiceDCER, un algoritmo que permite el enrutamiento eficiente en cuanto al retraso de los flujos ratones en DCNs basados en SDN, asignando direcciones Pseudo-MAC (PMAC) internas a los conmutadores de borde y a los hosts. Tambien instala reglas de comod ´ ´ın (wildcard) basadas en la informacion transportada ´ por los paquetes ARP, para indicarle al controlador las reglas que debe instalar en los conmutadores. Para probar nuestro algoritmo, desarrollamos un prototipo y conducimos los experimentos en una topolog´ıa emulada para comparar los resultados con otros protocolos de enrutamiento basandonos en el n ´ umero de reglas. ´ Esta comparacion revela que MiceDCER reduce significativamente el n ´ umero de ´ reglas instaladas en los conmutadores en la topolog´ıa y, por lo tanto, contribuye a reducir el retardo en los DCNs basados en SDN.