Programmable residues defined networks for edge data centres

Martinello, Magnos; Liberato, Alextian B.; Beldachi, Arash Farhadi; Kondepu, Koteswararao; Gomes, Roberta Lima; Villaça, Rodolfo da Silva; Ribeiro, Moisés R. N.; Yan, Yan; Hugues-Salas, E.; Simeonidou, Dimitra

doi:10.23919/cnsm.2017.8255987

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“…Por exemplo, na topologia 2-clos tier, há múltiplos caminhos curtos (até 4 saltos) com alta conectividade, tipicamente interessante para redes de data center de borda. Considerando reusar apenas os 48 bits do endereço de destino do cabeçalho Ethernet, [Martinello et al 2017] mostrou que é possível conectar 2304 servidores físicos com proteção completa do caminho. Isso é possível graças a um sistema de congruência utilizado no controlador que permite não somente calcular os rótulos para uma rota, como também utilizar os rótulos para diferentes propósitos (e.g.…”

Section: Escalabilidade Do Modelo Qosprolabunclassified

“…O conceito de Redes Definidas por Resíduos (do inglês, Residue Defined Network -RDN) foi proposto em [Martinello et al 2017] com objetivo de definir blocos funcionais claros construindo um padrão de projeto (Design Pattern) na arquitetura SDN [Jyothi et al 2015]. O conceito utiliza o Sistema Numérico de Resíduos (do inglês, Residue Number System -RNS) [Chang et al 2015] como fundamento para os elementos de núcleo, simplificando drasticamente o modelo de encaminhamento dos comutadores de núcleo.…”

Section: Introductionunclassified

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Aprovisionamento de QoS por Rótulos Programáveis para Redes Definidas por Resíduos

Oliveira¹,

Santos²,

Martinello³

et al. 2018

Anais Do XXXVI Simpósio Brasileiro De Redes De Computadores E Sistemas Distribuídos (SBRC 2018)

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Grande parte das atuais soluções adotadas no provimento de qualidade de serviço em redes é fortemente baseada no protocolo MPLS, que permite a associação de serviços de QoS para diferentes classes de tráfego. Apesar dos seus benefícios, tais soluções apresentam altos custos de OPEX e CAPEX. Redes Definidas por Resíduos (RDN) surgem na perspectiva de viabilizar soluções de baixo custo para o encaminhamento de pacotes baseado simplesmente em operações de resto da divisão (i.e., resíduo). Este trabalho apresenta um modelo para o aprovisionamento de QoS por rótulos programáveis para RDNs. O modelo foi implementado através da linguagem P4. Testes de emulação foram realizados avaliando métricas de QoS e QoE, demonstrando a viabilidade do modelo, mas principalmente ganho na programabilidade de garantias de QoS ajustadas sob demanda.

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Section: Escalabilidade Do Modelo Qosprolabunclassified

Section: Introductionunclassified

Aprovisionamento de QoS por Rótulos Programáveis para Redes Definidas por Resíduos

Oliveira¹,

Santos²,

Martinello³

et al. 2018

Anais Do XXXVI Simpósio Brasileiro De Redes De Computadores E Sistemas Distribuídos (SBRC 2018)

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“…As soon as a core switch detects a link failure, it triggers an emergence precomputed route, which is already embedded into the packet header. • Multicast Communication: This is the major extension added to our previous work [14], RDNA supports multicast communication by computing the residues relying on polynomial encoding, which is more scalable than classical congruence system used in other related works, such as [15], [16]. • Scalable for 2-tier Clos networks: We carry out an RDNA scalability analysis considering 2-tier Clos network topologies as a reference.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

RDNA: Residue-Defined Networking Architecture Enabling Ultra-Reliable Low-Latency Datacenters

Liberato

Martinello

Gomes

et al. 2018

IEEE Trans. Netw. Serv. Manage.

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General rightsThis document is made available in accordance with publisher policies. Please cite only the published version using the reference above. Full terms of use are available: http://www.bristol.ac.uk/pure/userguides/explore-bristol-research/ebr-terms/ 1932-4537 (c)Abstract-Datacenter (DC) design has been moved towards the edge computing paradigm motivated by the need of bringing cloud resources closer to end users. However, the Software Defined Networking (SDN) architecture offers no clue to the design of Micro Datacenters (MDC) for meeting complex and stringent requirements from next generation 5G networks. This is because canonical SDN lacks a clear distinction between functional network parts, such as core and edge elements. Besides, there is no decoupling between the routing and the network policy. In this paper, we introduce Residue Defined Networking Architecture (RDNA) as a new approach for enabling key features like ultra-reliable and low-latency communication in MDC networks. RDNA explores the programmability of Residues Number System (RNS) as a fundamental concept to define a minimalist forwarding model for core nodes. Instead of forwarding packets based on classical table lookup operations, core nodes are tableless switches that forward packets using merely remainder of the division (modulo) operations. By solving a residue congruence system representing a network topology, we found out the algorithms and their mathematical properties to design RDNA's routing system that (i) supports unicast and multicast communication, (ii) provides resilient routes with protection for the entire route, and (iii) is scalable for 2-tier Clos topologies. Experimental implementations on Mininet and NetFPGA SUME show that RDNA achieves 600 ns switching latency per hop with virtually no jitter at core nodes and submillisecond failure recovery time.

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Edge Data Centers in Fog Computing

Hou

Zheng

2019

Encyclopedia of Wireless Networks

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Programmable residues defined networks for edge data centres

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Aprovisionamento de QoS por Rótulos Programáveis para Redes Definidas por Resíduos

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