FIK3619 Mjukvarubaserad nätverksteknik (SDN) och virtualisering av nätverksfunktioner (NFV) 7,5 hp

Mjukvarubaserad nätverksteknik (SDN) och virtualisering av nätverksfunktioner (NFV) ligger till grund för den dramatiska omvälvningen av dagens nätverk. SDN gör det möjligt att snabbt driftsätta nya protokoll som är spännande och mycket relevanta, utan att göra omfattande ändringar i hårdvara. Dessutom gör SDN det möjligt att implementera komplex funktionalitet i SDNs styrenheter, och sålunda minska kostnaden för nätverkskomponenterna (dvs. växlar och routrar). Introduktionen av SDN förväntas möjliggöra en uppskalning av Internet mot högre och högre datahastigheter, medan existerande ansatser för att åstadkomma högre hastighet leder till överdådiga kostnader och energikonsumtion. NFV syftar till att minska kostnaderna för nätverksoperatörer. NFV använder mjukvara med öppen källkod som exekverar på standardhårdvara, istället för de hårt specialiserade och vertikalt integrerade lösningar som produceras av ett fåtal tillverkare. Kombinationen av SDN och NFV gör det möjligt att snabbt driftsätta nya tjänster för ett stort antal användare i både trådbundna och trådlösa nätverk.

Syftet med kursen är att ge studenterna en djup förståelse för två viktiga och framväxande nätverksteknologier: mjukvarubaserad nätverksteknik (Software Defined Networking, SDN) och virtualisering av nätverksfunktioner (Network Functions Virtualization, NFV).
Efter att ha fullgjort kursen ska studenten kunna:

• beskriva viktiga fördelar med SDN, speciellt sådana fördelar som vinns ur att separera data- och kontrollplan

• beskriva SDNs dataplan

• i detalj förklara hur kontrollplanet i SDN arbetar

• konfigurera en SDN-vänlig nätverksemulator

• programmera ett exempel på en SDN för en given uppgift med hjälp av en ansats på låg nivå (regelbaserad) och en ansats på hög nivå (t. ex. med hjälp av Pyretic)

• utvärdera prestanda och pålitlighet hos ett exempel på en SDN

• förklara virtualisering av nätverk

• beskriva tekniker som används för att verifiera och felsöka i SDN:er

• beskriva komponenterna i virtualiserade nätverksfunktioner och hur de samarbetar

• förklara hur nya nätverkstjänster skapas med hjälp av SDN och NFV

• förklara vilken roll och funktionalitet s. k. middleboxes har i nätverk och hur de hanteras

• konfigurera ett exempel på en tjänst, med användning av SDN och NFV

• beskriva tekniker som låter applikationsprogram styra det underliggande nätverket med SDN

• ge exempel på och beskriva aktuella forskningsproblem inom SDN och NFV.

Studenterna ska ha klarat av kursen IK2215 (Avancerad Internetteknik), eller ha motsvarande kunskaper i internetteknik och datorkommunikation.
God programmeringskunskap (C++, Java eller Python men helst alla tre).

Forskningsartiklar/Research articles

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

• EXA1 - Examination, 7,5 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Doktorander måste uppnå minst betyg C på vart och ett av de olika kursmomenten som beskrivs nedan. Utöver det måste doktorander skriva en rapport om minst 6 sidor (12-punkts textstorlek) som beskriver sambandet mellan deras forskning och SDN/NFV. Alternativt kan exminator ge ett annat ämne för rapporten.
Studenter på master-nivå måste uppfylla kraven för följande kursmoment:
PRO1 - Projektuppgifter, 2,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
SEM1 - Rapportsammanfattningar, 2,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
TEN1 - Skriftlig tentamen, 2,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
Kursen indelas i följande tre delar:
Skriftlig tentamen (A-F)
Rapportsammanfattningar och utvärderingar (A-F)
Projektuppgifter (A-F)
Kursbetyget baseras på kombinationen av prestationen i de tre delarna, och alla tre delar måste ha ett godkänt betyg för att ett godkänt kursbetyg ska kunna ges.
För att erhålla betyget E, ska studenten kunna beskriva och förklara de relevanta designprinciperna för protokoll, metoder och enheter, för både SDN och NFV, och även kunna applicera dessa protokoll och metoder på riktiga nätverk.
För att erhålla ett högre betyg, ska studenten kunna kritiskt utvärdera och bedöma olika ansatser, såväl som att kunna jämföra och förklara fördelar och nackdelar med olika system och utformningar av nätverk.

Dejan Kostic

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.