Experimental SD-WAN testbed with active and passive monitoring capabilities

A reliable Wide Area Network (WAN) has become a necessity for businesses to transmit critical data between multiple branches and datacenters and to increase their revenue. Many solution and different network structures are proposed over years such as leased lines, Frame Relay or Multi-Protocol Label Switching Virtual Private Networks (MPLS VPN). Each solution is intended to be better than its predecessors in terms of cost, speed or security. Software-Defined Wide Area Networking (SD-WAN) is an emerging paradigm that introduces the advantages of software defined networking (SDN) into the enterprise networking. SD-WAN can support differentiated services over public WAN by dynamically changing the flow forwarding rules over an overlay network based on monitoring data and service requirements. Thanks to these capabilities, it is possible to overcome high-cost expenses of the private services such as MPLS. In this thesis, our objective is to present an implementation of SD-WAN solution based on open source components such as OpenDaylight controller, Open Virtual Switch (OVS) and Raspberry Pi. This project targets the monitoring features of an SD-WAN orchestrator and we explore active and passive monitoring approaches to understand their advantages and limitations. Our implementation provides an overlay WAN with controlled performance (in terms of delay, losses and jitter) over low-cost Public Internet connectivity.

Avere una WAN (Wide Area Network) affidabile è diventata una necessità per le aziende che devono trasmettere dati critici tra più filiali e datacenter e per aumentare i loro rediti. Molte soluzioni e diverse strutture di rete sono state proposte come linee dedicate, Frame Relay, ATM o MPLS VPN. Ogni soluzione è destinata a essere migliore dei suoi predecessori in termini di costi, velocità o sicurezza. La SD-WAN (Software defined WAN) è un paradigma emergente che introduce i vantaggi del software defined networking (SDN) nelle reti aziendale. SD-WAN può supportare servizi differenziati sulla WAN pubblica modificando dinamicamente le regole di inoltro del flusso su una rete overlay in base al monitoraggio dei dati e dei requisiti dei servizi. Grazie a queste funzionalità, è possibile evitare i costi elevati dei servizi privati come MPLS. L’obbietivo di questa tesi è presentare un'implementazione della soluzione SD-WAN basata su componenti open source come OpenDaylight controller, Open Virtual Switch (OVS) e Raspberry Pi. Questo progetto si rivolge alle funzionalità di monitoraggio di un orchestratore SD-WAN ed esplora approcci di monitoraggio attivo e passivo per comprendere i loro vantaggi e limiti. La nostra implementazione offre una overlay WAN con prestazioni controllate (in termini di ritardo, perdite e jitter) su connettività Internet pubblica a basso costo.