INSpIRE : an integrated NFV-based intent refinement environment

Abstract

Many aspects of the management of computer networks, such as quality of service and security, must be taken into consideration to ensure that the network meets the users and clients demands. Fortunately, management solutions were developed to address these aspects, such as Intent-Based Networking (IBN). IBN is a novel networking paradigm that abstracts network configurations by allowing administrators to specify how the network should behave and not what it should do. In this dissertation, we introduce an IBN solution called INSpIRE (Integrated NFV-based Intent Refinement Environment). INSpIRE implements a refinement technique to translate intents into a set of configurations to perform a desired service chain in both homogeneous environments (virtualized functions only) and heterogeneous environments (virtualized functions and physical middleboxes). This refinement technique relies on Non- Functional Requirements (NFRs) and clustering to determine the network functions that will compose the service chain. Our solution is capable of (i) determining the specific functions required to fulfill an intent, (ii) chaining these functions according to their dependencies, and (iii) presenting enough low-level information to network devices for posterior traffic steering. Furthermore, to assess the feasibility of our solution we detail case studies that reflects realworld management situations and evaluate the scalability of the refinement process. Finally, the results showed that INSpIRE is capable of delivering a service chain that meets the requirements specified in the intent in small and large scenarios.

Muitos aspectos da gestão de redes de computadores, como a Qualidade de Serviço (QoS) e segurança, devem ser levados em consideração para garantir que a rede atenda às exigências de usuários e clientes. Felizmente, soluções de gestão de rede foram desenvolvidas para lidar com estes aspectos, tais como Redes Baseadas em Intenção (Intent-based Networking - IBN). IBN é um novo paradigma de rede que abstrai configurações de rede, permitindo que administradores especifiquem como a rede deve se comportar e não o que ele deve fazer. Nesta dissertação, apresentamos uma solução de IBN chamada INSpIRE (Integrated NFV-based Intent Refinement Envirorment). INSpIRE implementa uma técnica de refinamento para traduzir intenções em um conjunto de configurações para executar uma desejada cadeia de serviço em ambos, ambientes homogêneos (somente funções virtualizadas) e ambientes heterogêneos (funções virtualizadas e middleboxes físicas). A técnica de refinamento baseia-se em Requisitos Não Funcionais (Non-Functional Requirements - NFRs) e clustering para determinar quais funções de rede deverão compor a cadeia de serviços. Nossa solução é capaz de (i) determinar as funções específicas necessárias para o cumprimento de uma intenção, (ii) encadear estas funções de acordo com suas dependências e (iii) apresentar informações de baixo nível suficientes para que dispositivos de rede possam posteriormente orientar o tráfego de rede por essa cadeia de serviço. Além disso, para avaliar a viabilidade da nossa solução, estudos de caso no qual refletem situações de gestão do mundo real e uma avaliação da escalabilidade do processo de refinamento são detalhados. Por fim, os resultados mostraram que INSpIRE é capaz de fornecer uma cadeia de serviços que atende aos requisitos especificados na intenção em cenários pequenos e grandes.