Design of a Kubernetes-based Software-Defined Network Control Plane

Negli ultimi anni, Kubernetes è emerso come l’orchestratore di applicazioni a containers dominante. Il suo design è basato su un’API che permette di descrivere in modo dichiarativo lo stato desiderato delle applicazioni e su un piano di controllo che lavora per far convergere lo stato effettivo delle applicazioni verso lo stato desiderato, ottenendo fault-­tolerance, self-­healing ed elevata scalabilità. Questo design pattern si è dimostrato estremamente efficace per la gestione dei container, ma è abbastanza generale da poter essere usato per orchestrare con successo qualsiasi tipo di risorsa virtuale che viene tradizionalmente offerta mediante il paradigma del cloud IaaS. Abbiamo testato questa idea estendendo Kubernetes per fargli gestire, oltre alle usuali applicazioni a containers, delle reti virtuali. Così facendo abbiamo di fatto realizzato il prototipo di un piano di controllo di una Software­Defined Network. Nel fare ciò sono emersi sia punti di forza che debolezze del design pattern di Kubernetes e delle librerie open source che lo supportano. Per verificare che il sistema ottenuto abbia una scalabilità adeguata a quella necessaria nei moderni cloud data centers, abbiamo condotto uno studio di performance.