Desarrollo de una solución de integración de SDN y redes de sensores inalámbricas

González López, Ángel (2019). Desarrollo de una solución de integración de SDN y redes de sensores inalámbricas. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Desarrollo de una solución de integración de SDN y redes de sensores inalámbricas
Author/s:
  • González López, Ángel
Contributor/s:
  • Diego Martínez, Rubén de
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Telemática
Date: October 2019
Subjects:
Freetext Keywords: Redes WSN; VSC (Virtual Sensor Cluster)
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Telemática y Electrónica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Las redes IoT (Internet of Things), especialmente las redes WSN (Wireless Sensor Networks), han ganado mucho terreno en los últimos años, ya que su utilización proporciona una gran cantidad de ventajas. No obstante, también presenta una serie de retos que han de ser tenidos en cuenta, como la enorme cantidad de datos que se maneja en ese tipo de redes, o la necesidad de que la red sea flexible y adaptable. Una de las soluciones propuestas al problema mencionado es el uso de redes SDN (Software- Defined Networking), un nuevo paradigma de red en el que se produce una separación del plano de control y del plano de datos, lo que permite que la red sea mucho más flexible y eficiente a la hora de reaccionar ante imprevistos. Sin embargo, en las redes SDN actuales, existe el inconveniente de que los nodos de las redes IoT se encuentran fuera del alcance de la red SDN, por lo que no es posible diferenciar, a nivel de red, el tráfico procedente de cada uno los nodos IoT de forma individualizada. En el presente PFG se pretende solucionar este problema con la propuesta de creación de una nueva entidad de red, llamada VSC (Virtual Sensor Cluster), que actúa como frontera entre ambas redes y permite “virtualizar” los nodos de la red IoT de cara a la red SDN. En este proyecto se realiza una propuesta de arquitectura de red que incluye dicho VSC y los elementos de su entorno, detallando aspectos como su funcionalidad y componentes. Se presenta, además, el desarrollo e implementación de un prototipo que permite demostrar la validez de la arquitectura propuesta. Tanto la arquitectura como el prototipo están compuestos por una red WSN, implementada en la tecnología LoRa/LoRaWAN, y por una red SDN, que en el prototipo se encuentra parcialmente simulada utilizando el software Mininet y gestionada utilizando el controlador ONOS. Se ha implementado además un prototipo del VSC, así como una aplicación cliente que permite la gestión del mismo y el acceso a los datos de los sensores y nodos virtualizados por él. Sobre el prototipo se han realizado una serie de pruebas para comprobar su correcto funcionamiento y la validez de la arquitectura propuesta, habiendo obtenido resultados satisfactorios. Abstract: IoT (Internet of Things) networks, especially WSN (Wireless Sensor Networks) have really gained ground last years since its use provide a great amount of advantages. Nevertheless, they also present number of challenges that should be taken into account, such as the huge amount of data which is managed in that kind of networks, or the need for the network to be flexible and adaptable. One of the proposed solutions for the mentioned problem is the use of SDN (Software- Defined Networking), a new network paradigm in which the data plane and control plane are separated, which allows the network to be much more flexible and efficient when it comes to face eventualities. Nevertheless, a troublesome exists in nowadays SDN networks, and it is the fact that the nodes from IoT networks are out of range of the SDN network scope, so there is no possibility for the traffic from this IoT nodes to be network-layer individually distinguished. In this bachelor thesis, the aim is to find a solution for this problem by implanting a new network entity, called VSC (Virtual Sensor Cluster), which works as an edge device between both networks and allows to “virtualize” the different nodes from the IoT network for the SDN network. In this project a proposal for a network architecture, which includes this VSC and its surroundings elements, is proposed. Aspects like its functionality and components are explained in more detail. The development and implementation of a demonstrative prototype, which allows to demonstrate the validity of the proposed architecture, is presented as well. Both, the proposed architecture and the prototype are composed by a WSN network, implemented with LoRa/LoRaWAN technology, and a SDN Network which is, in the prototype, partially simulated using Mininet software and managed by ONOS controller. A prototype of VSC has also been implemented, so do a client application which allows to check its correct performance. Number of test have been performed over the prototype in order to check the correct performance and functionality of both systems, the implemented prototype and the proposed architecture, having obtained satisfying results.

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Item ID: 68168
DC Identifier: https://oa.upm.es/68168/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:68168
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 04 Aug 2021 16:43
Last Modified: 04 Oct 2021 22:30
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