Virtual Border Network Gateway (vBNG)

Abstract

Este documento relata o trabalho realizado pelo estagiário no estágio de Mestrado em Engenharia Informática, especialização em Engenharia de Software, do Departamento de Engenharia Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.A crescente necessidade de conectividade de rede de banda larga de alta velocidade tem criado problemas para as operadoras de serviços de rede, uma vez os seus seus sistemas, devido à sua inflexibilidade, têm dificuldades em acompanhar um mercado cada vez mais dinâmico. Isso, por sua vez, cria um cenário em que as operadoras de serviços de rede exigem soluções cada vez mais resilientes e flexíveis para as suas infraestruturas de rede a preços mais baixos, pressionando assim os fabricantes de hardware. Este cenário também gera uma necessidade por pessoal altamente qualificado, capaz de desenhar e operar tais sistemas. Estes, juntamente com o mercado competitivo, são apenas alguns dos fatores que levaram a Altice Labs a criar o projeto POWER, no qual este estágio se enquadra.O objetivo deste trabalho é projetar e validar uma prova de conceito de um Virtual Border Network Gateway (vBNG), suportado por Network Function Virtualization (NFV) e Software-Defined Networking (SDN).No final deste estágio foram cumpridos com sucesso os objetivos, tendo sido desenvolvido um protótipo do vBNG. O trabalho futuro prende-se com a iteração deste protótipo, implementando mais funcionalidades do Border Network Gateway (BNG), e explorando mais das funcionalidades das ferramentas utilizadas para melhorar o vBNG.Neste documento serão descritas todas as fases do trabalho realizadas ao longo deste processo, desde a familiarização com as tecnologias, ao estado da arte que inclui algumas abordagens descobertas, ao estudo de requisitos, desenho da arquitetura, implementação e validação do protótipo.

This document reports the work done in the author’s Master’s dissertation in Informatics Engineering, specialization in Software Engineering, of the Department of Informatics Engineering of the Faculty of Sciences and Technology of the University of Coimbra.The increased demand for high-speed broadband network connectivity has been creating issues for network service providers as their systems, due to their inflexibility, struggle to keep up with the ever-more dynamic market. This in turn creates a scenario where network service providers require ever-more resilient and flexible solutions for network infrastructures at lower prices, putting pressure on hardware manufacturers. This scenario also creates a demand for highly qualified personnel, capable of designing and operating such systems. This along with the competitive market, are just a few of the factors that lead Altice Labs to create the POWER project, in which this internship is contextualized.The goal of this work is to design and validate a Virtual Border Network Gateway (vBNG) proof-of-concept supported by Network Function Virtualization (NFV) and Software-Defined Networking (SDN).At the end of this internship the objectives were met successfully, with a prototype for the vBNG having been developed. Future work concerns the iteration of this prototype, implementing more of the Border Network Gateway (BNG) functionality and further exploring the tools’ features to empower the vBNG.In this document, all phases of work done during this process are described, including familiarization with the technologies, the state of the art which includes possible approaches discovered, the study of requirements, architecture design, implementation and validation of the prototype.