Il futuro open e sostenibile di Internet

22 Dicembre 2015 | Carlo Volpe | Osservatorio della rete

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Test intercontinentali tra Italia e Stati Uniti hanno dimostrato l’efficacia di un nuovo modello di gestione della rete basato sul paradigma SDN

Come sarà gestito Internet nel prossimo futuro? La ricerca in questo ambito è attiva da diversi anni e l’Italia è, da sempre, in prima fila nella sperimentazione di soluzioni innovative. Un tassello importante per cercare di dare una risposta all’interrogativo è arrivato nell’estate scorsa quando sono stati condotti test intercontinentali fra gli Stati Uniti e l’Italia, grazie alle reti della ricerca.

La ricerca sul Future Internet - “GARR è stato pioniere nel supporto alla ricerca sul Future Internet, coordinando i progetto FEDERICA, in cui si sono gettate le base per servizi come GTS” ha sottolineato Mauro Campanella, responsabile dei progetti europei per GARR. “Come rete della ricerca collaboriamo con la nostra attiva comunità all’esplorazione di nuovi paradigmi tecnologici fornendo un forte contributo allo sviluppo delle reti di nuova generazione.”

Un primo test ha dimostrato, su una rete dedicata, ma ritagliata dalla rete di produzione, l’efficacia di nuovo modello di gestione basato sul paradigma SDN (Software Defined Networking) e realizzato con software aperto. La dimostrazione è avvenuta nel giugno 2015 nel corso della conferenza Open Networking Summit ed ha coinvolto un team internazionale di ricercatori provenienti da ON.Lab, CreateNET, CNIT/Università di Roma Tor Vergata, dal progetto GÉANT e dalla rete della ricerca italiana GARR. L’occasione è stata preziosa per dimostrare come il paradigma SDN, realizzato nel sistema operativo di rete ONOS sviluppato da ON.Lab,

utilizzando il protocollo OpenFlow, abbia ormai raggiunto funzionalità e a dabilità elevate, in grado di controllare una rete fra le due sponde dell’Atlantico. Il test è partito dal centro ON.Lab negli USA coinvolgendo alcune prestigiose università americane ed ha utilizzato le reti della ricerca Internet2 (negli Stati Uniti), GÉANT (in Europa) e GARR (in Italia) per terminare in Italia a Trento al centro di ricerca Create-NET e all’Università di Roma Tor Vergata. Il servizio di testbed offerto da GÉANT ha ospitato il centro di controllo europeo del sistema ONOS locale, gestito dai ricercatori italiani, che ha interagito con il rispettivo centro di controllo americano senza evidenziare significativi ritardi di trasmissione. È stato così dimostrato come controller posizionati a migliaia di km di distanza e gestiti da remoto possano garantire elevata affdabilità all’intera rete. Questo risultato raccoglie i frutti dell’attività di ricerca del progetto europeo DREAMER, finanziato da GÉANT e coordinato da partner italiani, che ha studiato come rendere SDN adatto ad ambienti di produzione tipici delle reti degli operatori.

Che cos’è SDN

Il paradigma SDN (Software Defined Networking) propone di semplificare i nodi di rete, disaccoppiando la componente hardware (utilizzata per il piano di instradamento) da quella software (per il piano di controllo) che oggi sono unite nelle principali apparecchiature che gestiscono Internet. L’obiettivo è quello di favorire un modello di gestione della rete più dinamico, flessibile, open source e comunque standard, e quindi funzionante indipendentemente dal tipo di hardware scelto. Per questi motivi, il paradigma SDN è considerato tra le innovazioni più interessanti in questi anni nel campo ICT e una delle componenti fondamentali anche nella virtualizzazione dei servizi (Network Service Virtualization, NFV).

Il test intercontinentale

Il GÉANT Testbed Service (GTS) è un ambiente di rete virtuale le cui risorse possono essere programmate e nel quale possono essere allocate risorse di rete e di calcolo virtuali usando un Domain Specific Language. Attualmente è composto da sette punti di presenza (PoP) della rete europea ad Amburgo, Amsterdam, Bratislava, Lubiana, Londra, Milano e Praga, che creano un servizio che ospita anche reti basate su OpenFlow. Nel caso della dimostrazione intercontinentale, GTS ha ospitato i controller OpenFLow e ha creato una rete fra i partecipanti italiani (Create-NET e l’Università di Roma Tor Vergata). È quindi stato creato il collegamento diretto attraverso la rete Internet2 con ONLAB, negli Stati Uniti. Allo stesso tempo, la sperimentazione ha riguardato anche il Sud America grazie al collegamento di Internet2 con la rete AmLight, in esecuzione in America Latina e negli Stati Uniti. I cluster Onos sono in grado di fornire connettività fisica ed IP tra tutti i router “legacy” connessi della rete.

Con SDN si può gestire la rete in modo più flessibile indipendentemente dall'hardware scelto

Un’altra sperimentazione condotta ad agosto ha visto l’utilizzo di ICONA, un tool sviluppato sul sistema operativo Onos che è stato progettato per estendere le proprie funzionalità nello scenario delle reti geografiche dove è indispensabile che vi sia una elevata velocità di convergenza del piano di controllo in caso di fallimento. ICONA fornisce un meccanismo di orchestrazione per sincronizzare lo stato di tutte le istanze del controller di cluster Onos per garantire l’affidabilità, la scalabilità e l’alta disponibilità necessarie per gli ambienti di produzione. Grazie alla ridondanza dei cluster Onos in diverse località geografiche, ICONA diminuisce i tempi di risposta a eventi nelle WAN aumentando la robustezza complessiva della rete e dei controller. L’ambiente di rete virtuale offerto da GTS, a cui GARR partecipa attivamente, offre a ricercatori e progetti una nuova capacità rivoluzionaria sia per la ricerca nell’ambito del networking, che per gli sviluppatori di applicazioni di rete avanzate, permettendo nuovi test sul campo e la possibilità di passare a fasi successive di sviluppo

Prossimi passi

Attaverso il progetto GN4-1 e la prossima versione GN4-2, GARR contribuirà ulteriormente alla validazione di un utilizzo per l’ambiente di produzione delle tecnologie SDN. L’intento è di creare reti più affidabili, con servizi avanzati, sicure e più economiche, pur aumentandone la capacità trasmissiva.