MPolKA-INT: roteamento na fonte multicaminho para telemetria de rede em banda

Abstract

RESUMO: Monitoramento e medição em tempo real são a base para a maioria das operações de gerenciamento de redes, como engenharia de tráfego, garantia de qualidade de serviço e detecção de anomalias. No entanto, a coleta de medições de todos os dispositivos de rede com métodos tradicionais baseados em amostragem e votação não é escalável. Para resolver este problema, o P4 Language Consortium propôs a estrutura In-band Network Telemetry (INT) que fornece medições em tempo real e granularidade no plano de dados usando pacotes de telemetria. No entanto, a tarefa de especificar a rota tomada por uma sonda de telemetria ainda depende dos protocolos de roteamento tradicionais, que exigem mudanças de estado nas tabelas de roteamento e não conseguem atingir a precisão, cobertura e latência necessárias. Nesse contexto, esta dissertação investiga como combinar INT com um método de roteamento na fonte sem estado baseado no Multipath Polynomial Key-based Architecture (M-PolKA). Implementamos essa solução de telemetria multicaminho como MPolKA-INT usando a linguagem P4, e os resultados experimentais mostraram baixa sobrecarga nos planos de dados e controle com (re)configuração de caminho ágil e flexível, pois não requer mudanças de estado nas tabelas de roteamento dos dispositivos no núcleo da rede.

ABSTRACT: Real-time monitoring and measurement are the foundation for most network management operations, such as traffic engineering, quality of service assurance, and anomaly detection. However, collecting measurements from all network devices using traditional sampling and polling methods is not scalable. To address this problem, the P4 Language Consortium proposed the In-band Network Telemetry (INT) framework, which provides real-time, fine-grained measurements in the data plane using telemetry packets. However, the task of specifying the route taken by a telemetry probe still relies on traditional routing protocols, which require state changes in routing tables and cannot achieve the necessary precision, coverage, and latency. In this context, this dissertation investigates how to combine INTwith a stateless source routing method based on the Multipath Polynomial Key-based Architecture (M-PolKA). We implemented this multipath telemetry solution as MPolKAINT using the P4 language, and the experimental results showed low overhead in the data and control planes with agile and flexible path reconfiguration, as it does not require state changes in the routing tables of core network devices.