การจัดสรรแบนด์วิดท์แบบละเอียดในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์

งานวิจัยนี้ศึกษาการจัดสรรทรัพยากรแบนด์วิดท์แบบละเอียดภายในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ตามความต้องการของผู้ใช้ (Fine-Grained Bandwidth Allocation in Software- Defined Networks) แบนด์วิดท์ของช่องสื่อสารจัดเป็นมาตรวัดที่นิยมใช้ในการกำหนดคุณภาพของการให้บริการที่ต้องการ การจัดสรรทรัพยากรแบนด์วิดท์ของแต่ละช่องสื่อสารแบบละเอียด กล่าวคือ การจัดสรรให้หลายแพ็กเก็ตโฟลว์ (packet flow) สามารถใช้แบนด์วิดท์ของช่องสื่อสารหนึ่งร่วมกันได้ตามความต้องการ ส่งผลให้สามารถใช้ทรัพยากรของเครือข่ายที่มีอยู่อย่างจำกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดทั้งในสถานการณ์ปกติและในภาวะฉุกเฉินเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ หรือ เอสดีเอ็น (Software-Defined Networks - SDN) เป็นแนวคิดใหม่สำหรับจัดการเครือข่าย ซึ่งแยกส่วนควบคุมเครือข่าย หรือ คอนโทรลเพลน (control plane) ไว้ที่เครื่องคอนโทรลเลอร์ส่วนกลาง แต่ ยังคงส่วนจัดการกับแพ็กเก็ตโฟลว์ หรือ ดาตาเพลน (data plane) ไว้ที่อุปกรณ์เครือข่าย (ได้แก่ สวิตช์ และ เราท์เตอร์) ดังเดิม อุปกรณ์เครือข่ายและเครื่องคอนโทรลเลอร์ใช้โอเพนโฟลว์โปรโตคอล (OpenFlow protocol) ในการกำหนดวิธีการจัดการแพ็กเก็ตโฟลว์ รวมไปถึงการสอบถามเพื่อรวบรวมข้อมูลที่ต้องการ ดังนั้น ภายในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ ผู้ดูแลเครือข่ายสามารถอาศัยคอนโทรลเลอร์ในการควบคุมการจัดการแพ็กเก็ตโฟลว์ที่เดินทางผ่านเครือข่าย และเพื่อการรวบรวมข้อมูลทรัพยากรของระบบทั้งหมด แนวคิดการควบคุมแบบรวมศูนย์ไว้ที่เครื่องคอนโทรลเลอร์ของเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์จัดเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมต่อการจัดให้มีคุณภาพของการให้บริการ หรือ คิวโอเอส (Quality-of-Service - QoS) ที่แตกต่างกันภายในเครือข่ายการดำเนินการงานวิจัยนี้ เป็น การพัฒนาตัวจัดการทรัพยากรแบนด์วิดท์แบบละเอียดภายในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ หรือ เอฟจีแบม (Fine-Grained Bandwidth Allocating Manager - FGBAM) ซึ่งทำงานในรูปแบบพร็อกซี (proxy) ระหว่างเครื่องคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์เครือข่าย ตัวจัดการทรัพยากรแบนด์วิดท์เอฟจีแบมประกอบด้วยส่วน ด้านหน้า (front-end) เป็นโปรแกรมประยุกต์เว็บ (Web application) สำหรับรับนโยบายความต้องการแบนด์วิดท์ของแต่ละแพ็กเก็ตโฟลว์จากผู้ดูแลเครือข่าย และ ส่วนด้านหลัง (back-end) ซึ่งใช้โปรโตคอลจัดการฐานข้อมูลของโอเพนวีสวิตช์ (Open vSwitch Database Management protocol) ในการบังคับใช้นโยบายความต้องการแบนด์วิดท์ ผลการทดลองแสดงว่า ตัวจัดการทรัพยากรแบนด์วิดท์เอฟจีแบมซึ่งพัฒนาขึ้นในการดำเนินงานวิจัยส่วนแรกมีคุณสมบัติที่พึงประสงค์สี่ประการ ได้แก่ ประการแรก สามารถจัดสรรแบนด์วิดท์ของแต่ละช่องสื่อสารแบบละเอียด (fine- grained bandwidth allocation) ส่งผลให้หลายแพ็กเก็ตโฟลว์สามารถใช้งานแบนด์วิดท์ของช่องสื่อสารร่วมกันได้ ประการที่สอง มีคุณสมบัติโปร่งใส (transparency) กล่าวคือ การใช้งานเอฟจีแบมเพื่อจัดสรรทรัพยากรแบนด์วิดท์ภายในเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์มีความสะดวกเนื่องจากไม่ต้องปรับเปลี่ยนการตั้งค่าของอุปกรณ์เครือข่ายและคอนโทรลเลอร์ ประการที่สาม เอฟจีแบมสามารถทำงานร่วมกับคอนโทรลเลอร์ได้หลากหลายชนิด (universality) และประการสุดท้าย เอฟจีแบมรองรับเครือข่ายกำหนดด้วยซอฟต์แวร์ซึ่งประกอบด้วย อุปกรณ์เครือข่ายที่ใช้งานโอเพนโฟลว์โปรโตคอลหลากหลายเวอร์ชันได้ (heterogeneous networks)