Energy-Efficient Service Function Chain Provisioning

Abstract

Network Function Virtualization (NFV) is a promising network architecture concept to reduce operational costs. In legacy networks, network functions, such as firewall or TCP optimization, are performed by specific hardware. In networks enabling NFV coupled with the Software Defined Network (SDN) paradigm, network functions can be implemented dynamically on generic hardware. This is of primary interest to implement energy efficient solutions, which imply to adapt dynamically the resource usage to the demands. In this paper, we study how to use NFV coupled with SDN to improve the energy efficiency of networks. We consider a setting in which a flow has to go through a Service Function Chain, that is several network functions in a specific order. We propose a decomposition model that relies on lightpath configuration to solve the problem. We show that virtualization allows to obtain between 30% to 55 % of energy savings for networks of different sizes.Affectation économe en énergie de chaînes de services Résumé : La virtualisation des fonctions réseaux (NFV) est un concept d'architecture réseaux prometteur pour réduire les coûts opérationnels. Dans les réseaux traditionnels, les fonctions réseaux, comme un firewall ou un optimisateur TCP, sont effectués sur des équipements spécifiques. Dans les réseaux permettant la NFV ainsi que les réseaux logiciels (Software Defined Networks), les fonctions réseaux peuvent être implémentée dynamiquement sur des équipements génériques. Cela est très prometteur pour mettre en pratique des solutions efficaces en énergie qui implique une adaptation dynamique des ressources aux demandes. Dans ce paper, nous étudions comment utiliser les technologies NFV et SDN pour améliorer l'éfficacité énergétique des réseaux. Nous considérons un cadre dans lequel un flôt doit passer au travers d'une chaîne de fonctions de service, c'est-à-dire par une séquence de fonctions réseaux dans un ordre donné. Nous proposons un modèle de décomposition pour résoudre le problème. Nous montrons que la virtualisation permet d'obtenir entre 30 et 55% de gains énergétiques pour des réseaux de différentes tailles.

Constraint Games for stable and optimal allocation of demands in SDN

“…A survey of most techniques can be found in [26]. Since then, many extensions have been considered like the very important case of demands coming online [18,37], service provisioning [21], energy-aware routing [22], controller placement [41,46], fault prevention [51,6] or even congestion-aware algorithm [49]. Concerning the specific CP framework and to our best of our knowledge, only a few works have been considered: a problem of Service Function Chaining deployment [27] and a general framework providing through CP a high-level programming language to model SDN problems [24].…”