การศึกษาการรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์

เครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ คือ เครือข่ายที่แยกส่วนควบคุม หรือ คอนโทรลเพลน (control plane) ออกจากส่วนของการส่งข้อมูล หรือ ดาตาเพลน (data plane) คอนโทรลเพลนเป็นโปรแกรมที่ติดตั้งอยู่ที่เครื่องคอนโทรลเลอร์ มีหน้าที่ในการควบคุมการทำงานและจัดการทรัพยากรของอุปกรณ์เครือข่ายทั้งหมดภายในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ ส่วนดาตาเพลนซึ่งมีหน้าที่ในการจัดส่งแพ็กเก็ตข้อมูล ยังถูกคงไว้ที่อุปกรณ์เครือข่ายเช่นเดิม การควบคุมการทำงานของอุปกรณ์เครือข่ายทั้งหมดไว้ที่คอนโทรลเลอร์เพียงจุดเดียว ทำให้คอนโทรลเลอร์เป็นคอขวด (bottleneck) ของระบบ และ สร้างปัญหาการรองรับการขยายขนาดของเครือข่าย (scalablity problem) การแก้ปัญหาการรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายมี 2 แนวทาง ได้แก่ การทำสเกลอัป (scale up) หรือ การพัฒนาให้คอนโทรลเลอร์สามารถใช้หน่วยประมวลผลแบบหลายคอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และ การทำสเกลเอาต์ (scale out) หรือ การพัฒนาให้เครือข่ายกำหนด้วยซอฟต์แวร์มีหลายคอนโทรลเลอร์และทำงานร่วมกันได้วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ศึกษาการรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 4 ส่วน คือ ศึกษาผลกระทบของการขยายขนาดของเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ต่อประสิทธิภาพการให้บริการของเครือข่าย ศึกษาความสามารถในการลดผลกระทบจากการขยายขนาดของเครือข่ายด้วยวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของคอนโทรลเลอร์ด้วยเทคนิคสเกลอัป ศึกษาความสามารถในการลดผลกระทบจากการขยายขนาดของเครือข่ายด้วยวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของคอนโทรลเลอร์ด้วยเทคนิคสเกลเอาต์ และการศึกษาแนวทางอื่นในการปรับปรุงประสิทธิภาพคอนโทรลเลอร์ให้สามารถรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ได้ผลการทดลองแสดงว่า การขยายขนาดของเครือข่ายมีผลกระทบกับประสิทธิภาพการให้บริการของเครือข่าย โดยมีหน่วยวัดประสิทธิภาพการให้บริการของเครือข่ายจำนวน 3 ตัว ได้แก่ อัตราการส่งข้อมูลสำเร็จ (percentage of successful end-to-end transmissions) เวลาหน่วงในการส่งข้อมูล ( end-to-end delay ) และปริมาณข้อมูลที่ส่งสำเร็จในหนึ่งหน่วยเวลา (end-to-end throughput) ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่า การปรับปรุงประสิทธิภาพคอนโทรลเลอร์ด้วยการทำสเกลอัปและสเกลเอาต์ ไม่สามารถลดผลกระทบจากการขยายขนาดของเครือข่ายที่มีต่อประสิทธิภาพการให้บริการของเครือข่ายได้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม วิธีการทำสเกลเอาต์ของโอเพนเดย์ไลต์คอนโทรลเลอร์สามารถใช้เป็นแนวทางในการพัฒนาเพื่อเพิ่มขีดความสามารถให้กับคอนโทรลเลอร์ในการรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายในอนาคต นอกจากนี้ ผลการทดลองยังแสดงว่า นอกเหนือจากเทคนิคสเกลอัปและสเกลเอาต์แล้ว ยังมีแนวทางอื่นในการปรับปรุงประสิทธิภาพคอนโทรลเลอร์เพื่อให้สามารถรองรับการขยายขนาดของเครือข่ายได้ นั่นคือ การพัฒนาอัลกอริทึม หรือการปรับเปลี่ยนพฤติกรรมของคอนโทรลเลอร์โดยไม่ขัดกับข้อกำหนดโอเพนโฟลว์ เนื่องจากโอเพนเดย์ไลท์คอนโทรลเลอร์ได้พัฒนาอัลกอริทึมหรือพฤติกรรมของคอนโทรลเลอร์ในการควบคุมเครือข่าย ส่งผลให้มีความสามารถในการรองรับการขยายขนาดของเครือข่าย และมีประสิทธิภาพในการให้บริการสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับโอเอ็นโอเอสคอนโทรลเลอร์