Um estudo de algoritmos de gestão de tráfego de baixa complexidade em SDNs PDF
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Fábio André Cardoso da Silva Licenciado em Ciências da Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Um estudo de algoritmos de gestão de tráfego de baixa complexidade em SDNs Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores Orientador: Pedro Miguel Figueiredo Amaral, Professor Auxiliar, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Júri Presidente: Prof.DoutorJoséManuelMatosRibeirodaFonseca Arguente: Prof.DoutorLuísFilipeLourençoBernardo Vogal: Prof.DoutorPedroMiguelFigueiredoAmaral Setembro, 2016 UmestudodealgoritmosdegestãodetráfegodebaixacomplexidadeemSDNs Copyright©FábioAndréCardosodaSilva,FaculdadedeCiênciaseTecnologia,Univer- sidadeNOVAdeLisboa. A Faculdade de Ciências e Tecnologia e a Universidade NOVA de Lisboa têm o direito, perpétuo e sem limites geográficos, de arquivar e publicar esta dissertação através de exemplaresimpressosreproduzidosempapeloudeformadigital,ouporqualqueroutro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar através de repositórios científicosedeadmitirasuacópiaedistribuiçãocomobjetivoseducacionaisoudeinves- tigação,nãocomerciais,desdequesejadadocréditoaoautoreeditor. Tomylong-timecompanion,Cláudia. Agradecimentos EmprimeirolugarquerodeixarumobrigadoespecialatodososprofessoresdoDeparta- mentodeEngenhariaEletrotécnicadaFaculdadedeCiênciaseTecnologiaquecontribuí- ramparaaminhaformação,poissemeleshojenãoestariaaqui. Queroagradeceraomeuorientador,Prof.PedroAmaral,portodaaorientaçãocedida, ajuda,paciênciaeacimadetudodisponibilidade.Aportadoseugabineteestevesempre aberta para as longas conversas que realizamos e que contribuíram para o desenvolvi- mentodestatese. A todos os meus colegas que me acompanharam, o meu obrigado, em especial ao AndréEstevam,DanielaOliveira,DavidMestre,DuarteSegurado,FábioCarmo,Gonçalo Freitas,JoanaBarrunchoeMiguelPrego.Acamaradagem,amizade,gargalhadasetodos osbonsmomentosnuncaserãoesquecidos.Foramcomcertezadosmelhoresmomentos queviviatéhoje. Aos meus pais e ao meu irmão o meu gigante obrigado por todo o suporte diário e compreensãodoesforçonecessáriopararealizarocurso. Em último lugar quero agradecer à minha namorada, Cláudia Fonseca, que nestes últimos5anoscomasuaclareza,calmaeinteligênciaajudou-meaultrapassartodosos desafios que me apareceram. É sem dúvida a minha cara-metade e sem ela nada disto teriasidopossível. vii Resumo A falta de soluções que consigam responder às necessidades das redes atuais gera uma mágestãodotráfegoqueoriginasituaçõesdecongestionamentoquandoaindaexistem partesdaredelivres.Nasredestradicionaiscadanóapenasconseguedeterminarqualo próximonóparaqualotráfegodeveserencaminhado,estacaracterísticaaliadaàfaltade conhecimentoglobaldaredetornaatarefadeotimizarocustodasligaçõesdifícil,sendo complexoaobtençãodeumasoluçãoótima. OusodeSoftware-DefinedNetworkingtrazvantagensquepermitemcontornarasad- versidadesdasredestradicionais,tornando-sepossíveldesenharnovosmétodosdeenca- minhamentodetráfego,maiseficientesequeconsideremoestadoglobaldarede.Aliar estasvantagensaousodenovosmétodosdeencaminhamentopoderátraduzir-senuma melhoriadodesempenhodasredes,comoporexemploconseguirumaumentonaeficiên- cianotransportededados. A separação do plano de controlo resulta em algumas condicionantes de escalabili- dade que condicionam a utilização de métodos de distribuição de tráfego baseados em otimização.Asduascondicionantesprincipaissãoonúmeroderegrassuportadaspelos equipamentoseocustodacomunicaçãoentreosequipamentosnaredeeocontrolador. Estetrabalhopartedeumaarquiteturaquetemessaslimitaçõesemconta,ondeaefici- ência da utilização da rede depende de dois fatores: o cálculo de caminhos na rede e a distribuiçãodetráfegoporessesmesmoscaminhos. Nesta dissertação são estudadas novas abordagens aos métodos de cálculo de cami- nhosentreosnósdeacessoeaosmétodosdedistribuiçãodetráfegotradicionais,focando- senodesenvolvimentodeumaferramentademodelaçãoteóricaquepermiteestudaras váriasalternativasaosmétodosdeencaminhamentotradicionaisfornecendoumindica- dordedesempenhoreferenteaométodoestudado.Foramrealizadasváriasexperiências quedemonstramoimpactonotransportededadosdediferentesmétodosdeencaminha- mento. Palavras-chave: engenhariadetráfego,distribuiçãodetráfego,SDN,OpenFlow,encami- nhamentoalgébrico,grafos. ix
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