Extensión del simulador de redes ns-3 para ejecutar el software de enrutamiento FRRouting

Abstract

En el contexto de los datacenters modernos, el despliegue de la topolog a CLOS plegada (o fat tree) se ha mostrado como una alternativa a los diseños tradicionales, que resultaron poco adecuados a las necesidades de escala, resiliencia y comunicación. Por otro lado, la migración al uso del protocolo de ruteo BGP en el datacenter significó, entre otras cosas, una manera de aprovechar las ventajas de la conectividad de la topología fat tree. Sin embargo, aún surgen motivaciones de estudiar el desempeño del protocolo en diferentes construcciones de fat trees. Dado que hacerlo sobre infraestructura real es inviable, se recurre a ambientes emulados/simulados. Basado en experiencias previas, surgió la iniciativa de utilizar el simulador de red ns-3 que cuenta con un módulo DCE para incorporar código nativo en las simulaciones. De esta manera se origina el objetivo de realizar los cambios y extensiones necesarias que permitan ejecutar dentro de ns-3 DCE la familia de protocolos FRR, particularmente la implementación del protocolo BGP para su uso en el datacenter. En este trabajo describimos los pasos realizados para lograr dicha extensión, lo que significó un estudio de la estructura y funcionamiento del simulador y su módulo DCE. Además, detallamos lo requerido para su instalación junto con las modificaciones y agregados que fueron necesarios para el funcionamiento de FRR en ns-3 DCE. Conseguido esto, se implementaron casos de prueba para verificarlo, así como para estudiar el comportamiento de BGP en el datacenter. Esto ultimo consiste en estudiar la convergencia del protocolo para diferentes construcciones de fat trees, lo cual representa el objetivo final de todo el proyecto. Como complemento, mencionamos limitantes encontradas durante la ejecución de las pruebas. En este sentido investigamos la posibilidad de optimizar el tiempo de ejecución y escala de las simulaciones mediante el uso de paralelismo. A tal fin, realizamos un análisis del problema junto con posibles estrategias de solución.