Virtualización de protocolos de red

La virtualización de protocolos de red o virtualización de pila de protocolos de red es un concepto que consiste en proporcionar conexiones de red como un servicio, sin que el desarrollador de la aplicación tenga que decidir la composición exacta de la pila de comunicación.

La virtualización de protocolos de red (NPV) fue propuesta inicialmente por Heuschkel et al. en 2015 como un esbozo preliminar dentro de un concepto de transición para pilas de protocolos de red. ^{[ 1 ]} El concepto evolucionó y se publicó en un estado desplegable en 2018. ^{[ 2 ]}

La idea clave es desacoplar las aplicaciones de sus pilas de comunicación. Actualmente, la API de sockets exige que el desarrollador de la aplicación configure manualmente la pila de comunicación, eligiendo entre IPv4/IPv6 y UDP/TCP. NPV propone que la pila de protocolos de red se adapte al entorno de red observado (por ejemplo, la tecnología de la capa de enlace o el rendimiento actual de la red). Por lo tanto, la pila de red no debe configurarse durante el desarrollo, sino en tiempo de ejecución, y debe poder adaptarse si es necesario.

Además, el desacoplamiento relaja las cadenas del modelo de capa de red ISO OSI y, por lo tanto, permite conceptos alternativos de pilas de comunicación. Heuschkel et al. proponen el concepto de middleboxes de capa de aplicación como ejemplo para agregar capas adicionales a la pila de comunicación y enriquecerla con servicios útiles (por ejemplo, optimizaciones HTTP ^{[ 3 ]} ).

La figura ilustra el flujo de datos. Las aplicaciones interactúan con el software NPV mediante una API. Heuschkel et al. propusieron alternativas equivalentes a la API de sockets, pero previeron interfaces más sofisticadas para futuras aplicaciones. Un planificador asigna la carga útil de la aplicación a una (de varias) pilas de comunicación para su procesamiento y conversión en paquetes de red, que se envían mediante hardware de red. Un componente de gestión decide cómo se componen las pilas de comunicación y el esquema de planificación. Para respaldar estas decisiones, se proporciona una interfaz de gestión que integra el sistema de gestión en contextos de redes definidas por software .

NPV se ha investigado más a fondo como un elemento central de los escenarios de Internet de las Cosas (IoT) LPWAN . En concreto, Rolando Herrero exploró en 2020 el despliegue de aplicaciones independientes de las capas subyacentes de transporte, red, enlace y física. ^{[ 4 ]} En este contexto, NPV se convierte en una herramienta muy eficaz y flexible para lograr el despliegue y la gestión de sensores, actuadores y controladores con recursos limitados en redes de acceso IoT masivas. ^{[ 5 ]}

Actualmente solo hay una implementación académica disponible para demostrar el concepto. Heuschkel et al. publicaron esta implementación como demostrador en 2016. ^{[ 6 ]} La última iteración de este código está disponible bajo AGPLv3 en Github .

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