sdn sdn
play

SDN SDN W S e i A wise choice for Wireless - PowerPoint PPT Presentation

Feb 04, 2024 •246 likes •512 views

L. Galluccio, S. Milardo, G. Morabito, and S. Palazzo SDN SDN W S e i A wise choice for Wireless Sensor Networks Management,

  1. L. ¡Galluccio, ¡S. ¡Milardo, ¡G. ¡Morabito, ¡and ¡S. ¡Palazzo ¡ SDN SDN W S ¡ e ¡ i ¡ A ¡“wise” ¡choice ¡for ¡ ¡ Wireless ¡Sensor ¡Networks ¡ ¡ Management, ¡ExperimentaDon, ¡and ¡ ApplicaDon ¡Development ¡ Presented ¡by ¡ SebasDano ¡Milardo ¡ R&D ¡Engineer ¡@ ¡CNIT-­‑Catania ¡ ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  2. SDN SDN SDN ¡+ ¡WIreless ¡SEnsors ¡= ¡ W S ¡ e ¡ • Requirements ¡ i ¡ – Support ¡nodes ¡with ¡scarce ¡resources ¡ ¡ – Reduce ¡energy ¡consumpDon ¡ – Increase ¡network ¡flexibility ¡ • Proposed ¡soluDons ¡ – Logically ¡centralized ¡approach ¡ – Flow ¡rules, ¡virtual ¡sensor ¡networks ¡ – Duty ¡cycles, ¡data ¡aggregaDon, ¡stateful ¡SDN ¡in ¡ WSN ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  3. SDN-­‑WISE ¡Statefulness ¡ A ¡ A ¡ C ¡ D ¡ S ¡ C ¡ D ¡ S ¡ B ¡ B ¡ Fig.1: ¡Data B ¡ ≥ ¡X thr ¡ Fig.2: ¡Data B ¡ < ¡X thr ¡ Extremely ¡hard ¡to ¡implement ¡ • G. ¡Bianchi, ¡M. ¡Bonola, ¡A. ¡Capone, ¡ ¡ with ¡tradiDonal ¡SDN ¡soluDons: ¡ and ¡C. ¡Cascone. ¡ OpenState: ¡Programming ¡Pla<orm-­‑ independent ¡Stateful ¡OpenFlow ¡ – No ¡packets ¡handling ¡depending ¡ on ¡the ¡content ¡of ¡another ¡ ApplicaBons ¡Inside ¡the ¡Switch. ¡ ¡ packet ¡ ACM ¡Computer ¡CommunicaBon ¡Review . ¡ Vol. ¡44, ¡No. ¡2, ¡pp.: ¡45-­‑51. ¡April ¡2014. ¡ ¡ ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  4. SDN-­‑WISE ¡Simplicity ¡ • Managing ¡a ¡WSN ¡with ¡SDN-­‑WISE ¡is ¡simple ¡ – Firmware ¡overhead ¡≈ ¡1000 ¡lines ¡of ¡code ¡≈ ¡10kB ¡ Flash ¡Memory ¡ – “C” ¡+ ¡“Any ¡other ¡language ¡that ¡can ¡handle ¡UDP ¡ sockets ¡or ¡Web ¡Services ¡(SOAP, ¡REST)” ¡ – The ¡behaviour ¡of ¡each ¡node ¡is ¡encoded ¡in ¡just ¡ three ¡data ¡structures: ¡ • WISE ¡Flow ¡Table ¡ • WISE ¡State ¡Array ¡ • Accepted ¡IDs ¡Array ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  5. Proposed ¡Architecture: ¡Control ¡Plane ¡ It ¡controls ¡network ¡topology ¡ CONTROLLER ¡ representaDon, ¡rouDng ¡and ¡other ¡ parameters ¡management ¡ It ¡abstracts ¡the ¡network ¡resources ¡ WISE-­‑VISOR ¡ so ¡different ¡logical ¡networks ¡can ¡be ¡ created ¡ ¡ It ¡formats ¡packets ¡received ¡from ¡ ADAPTATION ¡ the ¡WSN ¡(Real/Simulated) ¡in ¡such ¡a ¡ way ¡they ¡can ¡be ¡handled ¡by ¡the ¡ upper ¡layers ¡and ¡ vice ¡versa. ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  6. Proposed ¡Architecture: ¡Data ¡Plane ¡ It ¡manages ¡Parameters ¡ TOPOLOGY ¡ CONTROLLER ¡ ConfiguraDon, ¡Beaconing, ¡ DISCOVERY ¡(TD) ¡ Neighbours ¡reporDng ¡ ¡ ¡ It ¡is ¡responsible ¡for ¡Data ¡ IN-­‑NETWORK ¡PACKET ¡ aggregaDon, ¡ Network ¡Coding, ¡ PROCESSING ¡(INPP) ¡ Compressive ¡Sensing ¡ ¡ ¡ It ¡handles ¡incoming ¡packets ¡as ¡ FORWARDING ¡(FWD) ¡ specified ¡in ¡the ¡WISE ¡Flow ¡Table ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  7. Example ¡of ¡SDN-­‑WISE ¡Network ¡ APPLICATION ¡ APPLICATION ¡ APPLICATION ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TD ¡ CONTROLLER ¡ ¡ ¡ ¡TD ¡ ¡ ¡ INPP ¡ ¡ INPP ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ FWD ¡ FWD ¡ ¡ ¡ WISE-­‑VISOR ¡ MAC ¡ MAC ¡ ADAPTATION ¡ ADAPT. ¡ PHY ¡ PHY ¡ PHY ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  8. SeMng ¡up ¡the ¡network ¡ • Targets ¡ – Nodes ¡have ¡to ¡learn ¡the ¡best ¡path ¡to ¡reach ¡the ¡ ¡ Control ¡Plane ¡ – The ¡Control ¡Plane ¡has ¡to ¡create ¡a ¡representaDon ¡of ¡ the ¡network ¡ • The ¡protocol ¡is ¡based ¡on ¡ APP ¡ APP ¡ APP ¡ – Beaconing ¡ SDN ¡CONTROLLER ¡ – Periodic ¡reporDng ¡of ¡ packets ¡containing ¡ • Topological ¡informaDon ¡ ¡ SDN ¡SWITCHES ¡ • Bakery ¡level ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  9. WISE ¡Flow ¡Table ¡ Matching ¡Rule ¡ ¡ Operator ¡ ==,!=, ¡>=, ¡<=,>,<; ¡ Size ¡ 0 ¡-­‑ ¡2 ¡ Loca/on ¡ Packet, ¡State ¡Array ¡ Offset ¡ 0 ¡-­‑ ¡255; ¡ Value ¡ 0x00 ¡– ¡0xFF ¡ AcDon ¡ Type ¡ Forward ¡Unicast/MulDcast, ¡Drop, ¡Modify, ¡Send ¡to ¡INPP, ¡Send ¡to ¡APP, ¡Turn ¡Off ¡ ¡ Mul/match: ¡ True/False ¡ Loca/on ¡ Packet, ¡State ¡Array ¡ Offset ¡ 0 ¡-­‑ ¡255; ¡ Value ¡ 0x00 ¡– ¡0xFF ¡ StaDsDcs ¡ Time ¡To ¡Live ¡ 0 ¡-­‑ ¡255 ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡ Counter ¡ 0 ¡-­‑ ¡255 ¡

  10. WISE ¡Flow ¡Table ¡ • If ¡no ¡rule ¡matches ¡a ¡packet, ¡the ¡node ¡asks ¡the ¡ Control ¡Plane ¡ – Rule ¡Request ¡ – Rule ¡Response ¡ ¡ • The ¡response ¡is ¡up ¡to ¡the ¡Control ¡Plane ¡ – Dijkstra’s ¡Algorithm ¡ – StaDc ¡RouDng ¡ – … ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  11. SDN-­‑WISE: ¡Packet ¡Header ¡ Bit ¡ 0 ¡ 1 ¡ 2 ¡ 3 ¡ 4 ¡ 5 ¡ 6 ¡ 7 ¡ 0 ¡ 1 ¡ 2 ¡ 3 ¡ 4 ¡ 5 ¡ 6 ¡ 7 ¡ Packet ¡Length ¡ Scope ¡ 0 ¡ Source ¡Address ¡ 2 ¡ Byte ¡ DesDnaDon ¡Address ¡ 4 ¡ 6 ¡ U ¡ Type ¡ TTL ¡ Next ¡Hop ¡Address ¡ 8 ¡ Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

  12. SDN-­‑WISE ¡Statefulness: ¡SoluBon ¡ Matching ¡Rule ¡ Matching ¡Rule ¡ Matching ¡Rule ¡ AcDon ¡ StaDsDcs ¡ Operator ¡ Size ¡ LocaDon ¡ Offset ¡ Value ¡ Operator ¡ Size ¡ LocaDon ¡ Offset ¡ Value ¡ Operator ¡ Size ¡ LocaDon ¡ Offset ¡ Value ¡ Type ¡ MulDmatch ¡ LocaDon ¡ Offset ¡ Value ¡ TTL ¡ Count ¡ = ¡ 2 ¡ PACKET ¡ SRC_ADDR ¡ B ¡ >= ¡ 2 ¡ PACKET ¡ DATA ¡ Xthr ¡ = ¡ 1 ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 0 ¡ MODIFY ¡ TRUE ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 1 ¡ 255 ¡ 0 ¡ = ¡ 2 ¡ PACKET ¡ SRC_ADDR ¡ B ¡ < ¡ 2 ¡ PACKET ¡ DATA ¡ Xthr ¡ = ¡ 1 ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 1 ¡ MODIFY ¡ TRUE ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 0 ¡ 255 ¡ 0 ¡ = ¡ 2 ¡ PACKET ¡ SRC_ADDR ¡ B ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ ¡-­‑ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ FORWARD ¡ FALSE ¡ PACKET ¡ 0 ¡ D ¡ 255 ¡ 0 ¡ = ¡ 2 ¡ PACKET ¡ SRC_ADDR ¡ A ¡ = ¡ 1 ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 0 ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ DROP ¡ FALSE ¡ PACKET ¡ 0 ¡ 100% ¡ 255 ¡ 0 ¡ = ¡ 2 ¡ PACKET ¡ SRC_ADDR ¡ A ¡ = ¡ 1 ¡ STATE_ARR ¡ 0 ¡ 1 ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ -­‑ ¡ ¡ FORWARD ¡ FALSE ¡ PACKET ¡ 0 ¡ D ¡ 255 ¡ 0 ¡ A C D S B Cavalese, ¡15/01/2015 ¡

Recommend

More recommend