Análisis de redes definidas por software (SDN) y su aplicación en el entorno sanitario

Abstract

Dada la actual evolución de las redes donde se va dejando de lado la antigua arquitectura jerárquica de cliente/servidor, en este TFM se plantea el análisis y estudio del nuevo paradigma de las redes definidas por software (SDN) para su implantación en el entorno sanitario y dotar a las redes de los hospitales de una mayor eficiencia, flexibilidad y escalabilidad. Por ello, en la primera parte del TFM se recopilará información acerca de esta tecnología desde sus inicios hasta la actualidad para poder estudiarla y entender su funcionamiento. Posteriormente se analizarán las diferentes herramientas que se emplearán para el desarrollo del TFM. Para el diseño de red se optará por la herramienta Mininet con su entorno de trabajo gráfico MiniEdit y para las funciones de controlador se optará por el controlador ONOS. Una vez entendida la tecnología, se realizará un estudio de la arquitectura de red actual de un hospital, para ello se tomará como referencia el modelo de red planteado por Ignacio Campos en su TFM. Se hará hincapié en la topología de red implantada, la electrónica de red que la conforma y los distintos entornos y VLAN`s desplegados en el mismo. Por último, se planteará el diseño de red para la implantación de SDN en la actual topología de red del hospital, se reproducirá el escenario empleando Mininet y el controlador ONOS. Se realizarán simulaciones para monitorización de tráfico en las sedes, se aplicará VPLS y se diseñará un clúster del controlador ONOS para dotar al diseño de alta disponibilidad y redundancia ante fallos.

Given the current evolution of networks, the old hierarchical client / server architecture is being left behind. As a result, this dissertation will analyse and explore/investigate/study the new paradigm of Software-Defined Networking (SDN) for its implementation in the healthcare setting and to provide hospitals with more efficient, flexible and scalable networks. In the first section of this dissertation, data will be collected regarding the history and development of this new technology in order to fully comprehend how it works. Thereafter, the different tools used within this study will be analysed. The tool Mininet and its graphical user interface MiniEdit, will be used for the network design and the ONOS controller will be used for the controller functions.Upon understanding the technology, a study will be carried out on a hospitals current network architecture of which the network model presented in Ignacio Campos dissertation [22] will be used as a reference. This study will place specific emphasis on the topology of network installed, the network electronics that it is comprised of as well as the different environments and VLANs deployed in it. Finally, the network design for the implementation of SDN in the current hospital network topology will be presented, the scenario will be reproduced using Mininet and the ONOS controller and simulations will be carried out to monitor traffic at the headquarters, VPLS will be applied, and a cluster of the ONOS controller will be designed to provide the design with high availability and redundancy in the event of failures.

Donada l'actual evolució de les xarxes on es va deixant de banda l'antiga arquitectura jeràrquica de client / servidor, en aquest TFM es planteja l'anàlisi i estudi del nou paradigma de les xarxes definides per software (SDN) per a la seva implantació en l'entorn sanitari i dotar a les xarxes dels hospitals d'una major eficiència, flexibilitat i escalabilitat. Per això, en la primera part del TFM es recopilarà informació sobre aquesta tecnologia des dels seus inicis fins a l'actualitat per poder estudiar-la i entendre el seu funcionament. Posteriorment s'analitzaran les diferents eines que s'empraran per al desenvolupament de l'TFM. Per al disseny de xarxa s'optarà per l'eina Mininet amb el seu entorn de treball gràfic miniedit i per a les funcions de controlador s'optarà pel controlador ONOS. Un cop entesa la tecnologia, es realitzarà un estudi de l'arquitectura de xarxa actual d'un hospital, per a això es prendrà com a referència el model de xarxa plantejat per Ignacio Campos en el seu TFM. Es posarà èmfasi en la topologia de xarxa implantada, l'electrònica que la conforma i els diferents entorns i VLAN`s desplegats al mateix. Finalment, es plantejarà el disseny de xarxa per a la implantació de SDN en l'actual topologia de l'hospital, es reproduirà l'escenari emprant Mininet i el controlador ONOS. Es realitzaran simulacions per monitorització de trànsit a les seus, s'aplicarà VPLS i es dissenyarà un clúster del controlador Onos per dotar el disseny d'alta disponibilitat i redundància davant fallades.