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Analyse und Debugging des Interfaces zwischen SDN-Controller und Switches

Hintergrund der Arbeit

Das Leibniz-Rechenzentrum ist der IT-Dienstleister für die Münchner Universäten und Hochschulen sowie eine stetig wachsende Zahl an wissenschaftlichen Einrichtungen im Großraum München bzw. im Freistaat Bayern. Als Betreiber des Münchner Wissenschaftsnetzes (MWN), der Netzinfrastruktur, die ca. 130.000 Nutzer mit ihren mehr als 200.000 Endgeräten tagtäglich nutzen, muss das LRZ stetig auf neue Gegebenheiten reagieren, die Netzinfrastruktur diesen anpassen und auch neue Netztechnologien integrieren. Software-defined Networking (SDN) ist eines dieser neuen Themen.

SDN ist ein Ansatz zum Bau von Computernetz-Geräten und Software, die zwei wesentliche Komponenten solcher Geräte voneinander trennt und abstrahiert. Dabei handelt es sich um die sog. Control Plane und die Data Plane. Das bedeutet also, dass das System, das entscheidet, wohin die Daten geschickt werden (die Control-Plane), vom darunter liegenden System, das die Daten zum ausgewähten Bestimmungsort weiterleitet (die Data-Plane) entkoppelt wird.

Die Schnittstelle (Interface) zwischen dem SDN-Controller, der für die Verwaltung des Datenflusses zuständig ist und den Switches gilt es im Rahmen dieser Arbeit näher zu analysieren.

Ziele der Arbeit:

• Verstehen der allgemeinen Grundlagen der SDN-Architektur und des SDN-Controllers.
• Analyse des Interfaces zwischen dem SDN-Controller und den Switches, insbesondere des OpenFlow Protokolls.
• Konzeption und Umsetzung eines Proxy-TCP-Clients zwischen dem SDN-Controller und den Switches, um die OpenFlow-Pakete weiterzuleiten und die Pakete dabei zu analysieren / debuggen.
• Modifikation der Pakete und Analyse der Auswirkungen auf das Verhalten von SDN-Controller und Switches sowie Vergleich mit dem Fall, bei dem es keine Änderungen gab in Form geeigneter Charts und Tabellen
• Auswertung und Identifikation der Anpassungsschwäche des SDN-Controllers.
• Abschliessende Evaluation der Ergebnisse und Vorschlag für zukünftige Forschungmöglichkeiten oder Verbesserungen im SDN-Controller.

Aufgabensteller:
Prof. Dr. Helmut Reiser

Anforderungen:

• Gute Kenntnisse in Rechnernetze und Netztechnologien
• Softwareentwicklung (idealerweise in Java)
• Freude am selbständigen Arbeiten
• Analytische Fähigkeiten, technisches Verständnis, ausgeprägte Leistungs- und Teamorientierung

Dauer der Diplomarbeit bzw. der Masterarbeit: gemäß Studienordnung

Anzahl Bearbeiter: 1

Betreuer:

• Sharique Javaid
  
• Stefan Metzger