Application and research perspectives in software
defined networking SDN
Miguel Fabricio B=
one
Andrade [1],<=
/span> Jaime
DarÃo RodrÃguez Vizuete[2],
Sandra MarÃa Sosa Calero[3], =
 &
Luis
Alfonso Núñez Freire[4]
Recibido: 22-10-2020 / Revisado: 23-10-2020 /Aceptado: 13-12-2020/
Publicado: 02-01-2021
Introduction:
The infrastructure of communications networks have evolved to become the
support of companies, currently there is an increase in companies of compan=
ies
that take greater importance on technology, currently there is an increase =
in
companies of companies that take greater importance on technology, as well =
as
telecommunications are a fundamental part of the growth of companies worldw=
ide
and economic development. For this reason, there are great efforts for rese=
arch
into new communications network hardware and software technologies. Obje=
ctive:
the objective of the research is to answer the questions: What are the
perspectives of research in SDN? What are the prospects for SDN applications. Method: A 3-stage process is plan=
ned:
Theoretical analysis: detailed information gathering, to conceptualize SDN,
application perspectives and research in SDN. Analysis of research perspect=
ives
in SDN. And it established the prospects for SDN applications. Result:
Several perspectives on SDN research lines are presented, the most importan=
t of
which are the quality of service, the management and automation of the netw=
ork,
the virtualization of the network and the means of simulation of the SDN
networks. And within the perspectives of SDN applications, cybersecurity
applications, self-aware networks to improve service quality and energy
efficiency, intelligent routing mechanisms and home networks stand out. =
Conclusions
One of the main lines of research presented in SDN is network security, the=
re
is also SDN applied to cybersecurity. SDN becomes a very large niche to car=
ry
out research and thus find a way to improve it and apply it in a greater nu=
mber
of realities typical of communications networks.
Resumen.
Introducción: La infraestructura de redes
de comunicaciones han evolucionado para convertirse en el soporte de empres=
as, actualmente
existe un aumento de empresas de compañÃas que toman mayor importancia so=
bre la
tecnologÃa, asà también las telecomunicaciones son una parte fundamental=
del
crecimiento de las empresas a nivel mundial y del desarrollo económico. Po=
r lo
cual existen grandes esfuerzos para la investigación en nuevas tecnologÃa=
s de
software y de hardware de redes de comunicaciones. Objetivo: el objetivo=
de la
investigación es contestar las interrogantes ¿CuÃ=
¡les
son las perspectivas de investigaciones en SDN? ¿Cuáles son las perspecti=
vas de
aplicaciones de SDN? Método:
Se planifica un
proceso de 3 etapas: Análisis teórico: recopilación detallada de informa=
ción,
para conceptualizar SDN, las perspectivas de aplicaciones e investigación =
en
SDN. Análisis de las perspectivas de investigaciones en SDN. Y establecer las persp=
ectivas
de aplicaciones de SDN.
Palabras claves: SND, Redes Definidas por Softwar=
e,
Futuro de SDN. Aplicaciones de SDN.
Introducción.
La infraestructura de r<=
/span>edes
de comunicaciones ha evolucionado para convertirse en el soporte de empresa=
s, lo
cual se convierte en una tecnologÃa fundamental para solucionar la saturac=
ión
que se exteriorizan en los medios de transmisión y luego adaptados a una
necesidad especÃfica tomando en cuenta caracterÃsticas propias y los serv=
icios
que proporcionan. (Santillá=
n Lima,
Llanga Vargas, & Chafla, 2017) En la actualidad las empresas est=
án
dando mayor importancia a la tecnologÃa, ya que las telecomunicaciones y l=
as
redes aportan de una manera fundamental al desarrollo económico y crecimie=
nto de
las empresas a nivel mundial, por ello existen grandes esfuerzos para la
investigación en nuevas tecnologÃas de software y de hardware de redes de
comunicaciones.
Debido a esto el presente
trabajo de investigación propone una visión de las perspectivas futuras d=
e las
Redes Definidas por Software, SDN (Softwar=
e Defined Networking) por sus siglas en ingles. Según
el modelo de referencia propuesto por la ONF, la red SDN se divide en tres
capas: infraestructura, control y aplicaciones donde cada capa tiene bien
especificadas sus funcionalidades, las cuales son descritas con precisión =
entre
otros por (Xia, et al. 2015). SDN se conviert=
e en
un modelo emergente que está cambiando la manera en que se dirigen las red=
es al
dividir la red en el plano de datos y el plano de control, también se dest=
aca
que las redes se convierten en redes programables. Esta separación genera =
automatización,
flexibilidad, orquestación y por lo cual existe ahorro en gastos operativo=
s y de
capital. (Thimmaraju et al., 2018).
La SDN nace en el mundo
académico en 2008 como una solución de las dificultades que enfrentan los=
encargados
de la gestión de redes. El problema de los dispositivos de red actuales es=
que
normalmente los fabrican proveedores individuales y combinan las funciones
esenciales de reenvÃo de paquetes junto con software de control patentado =
para
controlar esas funciones. Las interfaces propietarias se utilizan generalme=
nte
para configurar los dispositivos para polÃticas de nivel superior. Por lo =
cual,
la administración de las funciones de red están estre=
chamente
vinculadas a los dispositivos de hardware individuales, que a su vez se
relacionan con proveedores individuales e interfaces propietarias. (Alshnta, Abdollah, & =
Al-Haiqi, 2018).
En la última años, los=
requerimientos
de la red han evolucionado rápidamente en respuesta a la creciente dimensi=
ón
del tráfico de la red y los requisitos de calidad; por lo que, aumenta la
exigencia de los objetivos de un extremo a otro (Hamdan et al,=
2020). Los diseños de red convencionales son complej=
os y estáticos,
para permitir que las redes sean adaptativas, se ha explorado un nuevo mode=
lo
de red emergente denominado SDN (Latif et al., =
2020; Chica
et al., 2020; Li,
SDN nos da una nueva estructura que admite a la red ser controlada de m=
anera centralizada
e inteligente, también da la posibilidad mediante software de ser programa=
da,
Lo cual ayuda a que los encargados administren la red de manera integral,
eficiente y constante, independientemente de la tecnologÃa de red subyacen=
te.
=
SDN
se da a conocer como una arquitectura gestionable, dinámica, adaptable, de
costo eficiente. Lo cual la hace ideal para la naturaleza dinámica de las
aplicaciones actuales y las altas demandas de ancho de banda (de la Torre,
Paliza, & Fleites, 2019). SDN
desacopla el control de la red y la funcionalidad de reenvÃo de informaciÃ=
³n lo
cual permite que el control de la red sea programable por lo cual se logra =
que los
servicios de red y las aplicaciones se separen de la infraestructura de red
subyacente (Darabseh, et al. 2015) (=
Haleplidis, et al., 2015)
Metodologia.
P=
ara llegar
a responder las incógnitas planteadas en la presente investigación, se re=
aliza
un proceso metodológico de tres etapas:
1)
Análisis teórico: se realizará una recopilación mediante la investigaci=
ón
documental, para de conceptualizar SDN, sus perspectivas de aplicaciones e
investigaciones que se pueden realizar a futuro en SDN, mediante el estudio=
de
artÃculos cientÃficos de impacto publicados en varias conferencias y revi=
stas
al respecto.
<= o:p>
E=
n la
tabla 1 se pueden observar con mayor detalle los aspectos utilizados para e=
l estudio
teórico de la investigación realizada.
Tabla=
1.
MetodologÃa
|
ITENS |
DESCRIPCIÓN  |
|
Preguntas a investigar |
Esta investigación respond=
e a: |
|
Estrategias de investigaciÃ=
³n |
|
|
Fuentes de información |
|
|
Motores de búsqueda |
Scopus, Google Académico.<= o:p> |
|
Criterios de búsqueda |
|
|
Criterios de Inclusión |
|
|
Criterios de Exclusión |
|
|
Evaluación del contenido d=
e los
criterios |
|
|
Análisis de la informació=
n |
Se proporciona una visión
general de SDN y de las perspectivas de las aplicaciones de SDN e Investi=
gación
en SDN, dando de esta manera una mejor visión a jóvenes investigadores o
investigadores que estén interesados en SDN |
2) Análisis de las perspectivas de investigaciones en SDN. Se analizó las investigaciones futuras =
que
proponen los diversos investigadores en SDN, dando las implicaciones que
tendrán en el futuro de SDN
3)
Establecer las perspectivas de aplicaciones de SDN. Se
establecerán las futuras aplicaciones que se pueden dar a SDN
Todo =
esto
nos permite aportar una referencia a los investigadores e identificar el es=
tado
actual de SDN
Resultados.
En la sociedad prevalece la información a modo del capital transcend=
ental
de las empresas y de la humanidad, varios investigadores como Edvinsson y Malone (1998), Stewart, (1998), Roos et al, (2001) y Román, (2004).  Afirman que el capital Intelectual “e=
stá
constituido por todos las ideas y conocimientos que poseen el personal de u=
na
empresa, estos conocimientos al ser puestos en práctica contribuyen al aum=
entar
la competitividad de la empresa dentro del mercado en que se desenvuelveâ€=
. Lo
que demuestra de los conocimientos e ideas plasmadas en datos digitales.
Estas
ideas y conocimientos deben ser transmitidos y compartidos y las
telecomunicaciones se convierten en la principal herramienta ello, por ello=
es
necesario prender la
revolución tecnológica que puede generar las redes de comunicaciones y mÃ=
¡s
especÃficamente SDN en nuestra sociedad. De la misma manera se debe conoce=
r el
estado de las aplicaciones e investigaciones de las redes definidas por
software para que los  investigadores tengan un marco de
referencia de nuevas investigaciones y nuevas aplicaciones de SDN.
Perspectivas de investigaciones =
de
SDN
Otros temas de
investigaciones futuras son los propuestos por Amin, R=
eisslein,
& Shah, (2018) los cuales indican la necesi=
dad de
investigar sobre los problemas de redes SDN hibridas: · =
Como lo es la gestión automatizada de la red: este Ãtem=
se
debe enfocar su investigación en depurar y verificar las especificaciones =
· =
Gestión de actualizaciones de la red: Una tarea importan=
te
que requiere atención y cuidado es la gestión de las actualizaciones de l=
a red. · =
Lenguaje de polÃticas de red. EL desarrollo de lenguajes=
de
polÃticas de red para SDN necesita especial atención de los investigadore=
s. · =
 Seguridad. Otro
aspecto fundamental es la seguridad de la red informática. Por lo cual es
importante tener mecanismos que garanticen la seguridad de los datos en SDN=
. · =
Eficiencia energética. El tener una amigable con el medio
ambiente garantizando eficiencia energética es una ár=
ea
de investigación muy importante. · =
Virtualización de redes. Se debe invertir en investigar =
en
este tema ya que mejora el tiempo de implementación, reduce los costos de =
la
red, y maximiza la eficiencia de la red (Afolabi, et all., 2018) · =
Redes inalámbricas. Las redes inalámbricas tienen
caracterÃsticas únicas, como caracterÃsticas de propagación de señales
complejas, un medio compartido propenso a errores, interferencia, asà como
problemas de terminales ocultos y expuestos. Las redes inalámbricas se car=
acterizan
por cambios frecuentes en la topologÃa de la red y un ancho de banda limit=
ado. · =
Controladores SDN distribuidos. Se debe investigar en un
controlador que dote de confiabilidad, escalabilidad y simplicidad a la red.
Asà como sincronización rápida de la red, asà también debe proporciona=
r una
vista coherente de toda la red (Aslan, & Matrawy,
2016) · =
Medidas de red. La supervisión y medición de la red SDN
proporcionan información trascendental para optimizar el rendimiento de la=
red
y sus  operaci=
ones
(Megyesi, P., Botta, A., Aceto, G., Pescape, A., & Molnar, S., 2017) · =
Herramientas de simulación. La comunidad de investigaciÃ=
³n
hÃbrida SDN actualmente depende de estas mismas herramientas SDN, que
generalmente solo tienen capacidades limitadas para simular dispositivos
heredados. Por ejemplo, Mininet puede simular
dispositivos heredados hasta cierto punto, pero no proporciona el conjunto
completo de funcionalidades para simulando dispositivos heredados. Los
siguientes desafÃos deben ser abordado para herramientas de simulación pa=
ra
redes SDN hÃbridas: Actualmente, las VLAN no se pueden construir entre
=
·&n=
bsp;
Primero, debido a la escala excesiv=
a de
la red, es imposible que un controlador cubra todos los servicios de red y
maneje todos los estallidos de mal funcionamiento de la red. Esto vien=
e a
la coordinación entre controladores, que deberÃa ser una dirección de
investigación importante e interesante. Una vez que una red contiene varias
áreas, la dificultad de detectar amenazas de red mediante tecnologÃas de
medición SDN aumenta exponencialmente. Por lo tanto, los investigadores
deberÃan presentar nuevos enfoques ingeniosos adecuados para resolver este
problema.
=
·&n=
bsp;
En segundo lugar, la mayorÃa de las
tecnologÃas de medición actuales tienen su propio ámbito de aplicación.=
Y
juzgar el estándar para estas métricas adquiridas es vago durante todo el
proceso. Esto requiere un marco de seguridad SDN completo que pueda manejar
tantas amenazas de seguridad como sea posible. Por ejemplo, cada caso de
seguridad debe establecer una condición de activación, el marco de medici=
ón SDN
debe integrarse con muchos módulos de medición para ofrecer métricas de =
red
esenciales. Al analizar las métricas logradas y hacer coincidir el umbral
preestablecido, podemos detectar amenazas de red casi en tiempo real.
=
·&n=
bsp;
En tercer lugar, todo método de
medición tiene sus ventajas aparentes para llamar la atención, pero siemp=
re va
acompañado de desventajas. Tomemos la puntualidad como ejemplo; La
medición en tiempo real está condenada a patrones de medición activos y =
consume
más recursos de cálculo y almacenamiento. Sin embargo, los recursos y el
rendimiento son rivales permanentes para los investigadores. Por lo ta=
nto,
tomar todo en consideración y proponer un método de equilibrio también d=
eberÃa
ser otra dirección de investigación.
Aplicaci=
ones
de SDN
A
continuación, se resaltan aplicaciones especÃficas=
para
el manejo de redes domésticas, existiendo casos especÃficos como los que =
se
detallan a continuación:
=
·&n=
bsp;
Calidad de servicio y calidad de la
experiencia del usuario QoE. Esta aplicación se
enfoca en la percepción de la eficacia de la red al transmitir video y con=
tenidos
multimedia, para poder optimizar el ancho de banda para diferentes usos de =
red y
de esta manera mejorar la experiencia del usuario. (Ab=
uteir,
Fladenmuller y Fourmaux,
2016; Bakhshi y Ghita, 2016 ; Bozkurt y Benson, 2=
016)
=
·&n=
bsp;
Dispositivos I=
oT,
en el hogar inteligente (Hernando, Fariña, Triana, Pi=
ñar,
& Cambronero, 2017; Nobakht, Sivaraman,
& Boreli, 2016) Esta perspectiva por su
relevancia está aumentando en los hogares modernos con el auge del paradig=
ma de
IoT. Todos los dispositivos habilitados para la=
red
en el hogar eventualmente están formando un Internet de las cosas y, en
consecuencia, su administración puede considerarse un problema de red el c=
ual
puede ser solucionado con la aplicación de SDN
=
·&n=
bsp;
Seguridad de la red doméstica.
Sun
Para
realizar el enrutamiento eficiente que garantiza QoS
en SDN, se proponen el algoritmo de selección de ruta garantizada QoS y el algoritmo de cambio de ruta local, que puede
ajustar dinámicamente la ruta de enrutamiento de acuerdo con los requisito=
s de QoS de los flujos de datos y el estado del enlace, an=
tes y
después de la congestión. En base a lo anterior, se propuso un mecanismo =
de
enrutamiento inteligente garantizado QoS en SDN
llamado QI-RM. Según los resultados de la simulación, el QI-RM puede
proporcionar una ruta para garantizar QoS para =
todo
tipo de flujos de datos y garantizar los requisitos de QoS
para todo tipo de flujos de datos. Además, el QI-RM propuesto en este docu=
mento
se puede aplicar no solo en IoT, sino también =
en
otras redes con gran cantidad de flujos de datos y varios tipos de requisit=
os
de QoS. (Sun,
Wang, & Zhang, 2020)
Gelenbe, E., Domanska,=
J., Frohlich, P., Nowak, M. P=
., &
Nowak, S. (2020) Proponen en su investigación =
“Redes
autoconscientes que optimizan la seguridad, la calidad del servicio y la
energÃa†una aplicación de SDN, en la que presentan un enfoque para int=
roducir
autoconciencia en SDN a través de un CPN que tiene objetivos de rendimiento
especÃficos que persigue y que se implementa a través de un algoritmo RL =
que se
incorpora a los controladores SDN. Luego, se ilustró mediante una
implementación especÃfica en un banco de pruebas de red de múltiples sal=
tos
donde el controlador SDN tiene como objetivo optimizar la QoE,
incluida la QoS, la seguridad y la energÃa. Se=
han
mostrado resultados experimentales con respecto a la capacidad de respuesta=
del
sistema y su capacidad para reaccionar rápidamente a una degradación repe=
ntina
en el retraso de la red o en los niveles de seguridad.
Finalmente,
Yurekten & Demirci
(2021) dan a conocer un enfoque que se basa en soluciones establecidas en S=
DN
para prevenir o mitigar ataques categorizados como escaneo, suplantación de
identidad, DoS, rastreo, malware e ingenierÃa social y ataques a aplicacio=
nes
web. Para cada categorÃa, revisan los estudios en la literatura y se resum=
en el
enfoque de defensa en cada uno. Además, se ofrecen una evaluación exhaust=
iva de
los enfoques de defensa.
Conclusiones.
· =
Una de las principales lÃneas de investigación que se
presentan en SDN es la seguridad de la red, la seguridad se convierte en al=
go
fundamental ya que las redes de comunicaciones albergan información sensib=
le de
los usuarios, asà como también de grandes empresas que tienen su capital
intelectual como uno de sus vienes más preciad=
os.
· =
Otros aspectos fundamentales para investigar sobre SDN es=
la
calidad de servicio, la gestión y automatización de la red, la virtualiza=
ción
de la red y los medios de simulación de las redes SDN.
· =
Dentro de las perspectivas de las aplicaciones de SDN
destacan, aplicaciones de ciberseguridad, redes autoconscientes para mejora=
r la
calidad de servicio y la eficiencia energética, mecanismos de enrutamiento
inteligente y redes domésticas.
· =
SDN se convierte en un nicho muy grande para realizar
investigaciones y encontrar de esta manera la forma de perfeccionarlo y tam=
bién
aplicar en un mayor número de realidades propias de las redes de
comunicaciones.
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Roman",serif'>Bone
Andrade , M. F., RodrÃguez Vizuete, J. D., Sosa
Calero, S. M., & Núñez Freire, L. A. (2021). Perspectivas de aplicaci=
ón e
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SDN. ConcienciaDigital, 4(1), 120-132. <=
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lang=3DES>=
https://doi.org/10.33262/concienciadigital.v4i1.1538=
El artÃculo que se
publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente
reflejan el pensamiento de la Revi=
sta Conciencia
Digital.
El
artÃculo queda en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación pa=
rcial
y/o total en otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Conciencia Digital.
[1] Universidad Técnica Luis Vargas Torres Sede Santo
Domingo de los Tsáchilas, Facultad de IngenierÃa, Carrera de IngenierÃa =
en
TecnologÃas de la Información, Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador. =
miguel.bone@utelvt.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-8635-1869
[2] Universidad Técnica Luis Vargas Torres Sede Santo Domingo de los Tsáchilas, Facultad de IngenierÃa, Carrera de IngenierÃa = en TecnologÃas de la Información, Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador. = jaime.rodriguez.vizuete@utelvt.edu.ec https://orcid.org/0000-0003-1397-718X
[3] Universidad Técnica Luis Vargas Torres Sede Santo Domingo de los Tsáchilas, Facultad de IngenierÃa, Carrera de IngenierÃa = en TecnologÃas de la Información, Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador. = sandra.soso.calero@utelvt.edu.ec https://orcid.org/0000-0002-9568-1907
[4] Universidad Técnica Luis Vargas Torres Sede Santo Domingo de los Tsáchilas, Facultad de IngenierÃa, Carrera de IngenierÃa = en TecnologÃas de la Información,. Santo Domingo = de los Tsáchilas, Ecuador. luis.nunez@utelvt.edu.ec https://orcid.org/0000-0001-9= 759-2003
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             Vol.
4, N°1, p. 120-132, Enero-Marzo, 20