Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T06:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228600.pdf: 905207 bytes, checksum: 1336e2892106335bcbab7b7eac1bfe4d (MD5) / O objetivo deste trabalho é apresentar uma proposta de melhoria a problemas de desempenho do TCP, que ocorrem devido aos efeitos da assimetria. Estes problemas acontecem em redes de acesso assimétricas, causando degradação no desempenho final do TCP, os quais ocorrem devido as imperfeições e variações no retorno dos pacotes de confirmação, Acknowlegement, enviados pela estação cliente em resposta aos pacotes de dados recebidos da estação servidora. Este trabalho detalha algumas soluções a este problema, os quais usam técnicas locais de camada de rede. Como resultado de nossa pesquisa apresentamos uma proposta baseada no aperfeiçoamento e combinação de algumas destas técnicas, e cujos resultados obtidos analisamos através de simulação de modelos.

Um dos obstáculos para o uso disseminado do multicast na Internet global é o desenvolvimento de protocolos de controle de congestionamento adequados. Um fator que contribui para este problema é a heterogeneidade de equipamentos, enlaces e condições de acesso dos receptores, a qual aumenta a complexidade de implementação e validação destes protocolos. Devido ao multicast poder envolver milhares de receptores simultaneamente, o desafio deste tipo de protocolo se torna ainda maior, pois além das questões relacionadas ao congestionamento da rede, é necessário considerar fatores como sincronismo, controle de feedbacks, equidade de tráfego, entre outros. Por esses motivos, os protocolos de controle de congestionamento multicast têm sido um tópico de intensa pesquisa nos últimos anos. Uma das alternativas para o controle de congestionamento multicast na Internet é o protocolo ALMTF (Adaptive Layered Multicast TCP-Friendly), o qual faz parte do projeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia). Uma vantagem desse algoritmo é inferir o nível de congestionamento da rede, determinando a taxa de recebimento mais apropriada para cada receptor. Além disso, ele realiza o controle da banda recebida, visando à justiça e a imparcialidade com os demais tráfegos concorrentes. O ALMTF foi desenvolvido originalmente em uma Tese de doutorado e teve a sua validação no simulador de redes NS-2 (Network Simulator). Este trabalho tem como objetivo estender o protocolo para uma rede real, implementando, validando os seus mecanismos e propondo novas alternativas que o adaptem para esse ambiente. Além disso, efetuar a comparação dos resultados reais com a simulação, identificando as diferenças e promovendo as pesquisas experimentais na área. / One of the obstacles for the widespread use of the multicast in the global Internet is the development of adequate protocols for congestion control. One factor that contributes for this problem is the heterogeneity of equipments, enlaces and conditions of access of the receivers, which increases the implementation and validation complexity of these protocols. Due to the number (thousands) of receivers simultaneously involved in multicast, the challenge of these protocols is even higher. Besides the issues related to the network congestion, it is necessary to consider factors such as synchronism, feedback control, fairness, among others. For these reasons, the multicast congestion control protocols have been a topic of intense research in recent years. The ALMTF protocol (Adaptive Layered Multicast TCP-Friendly), which is part of project SAM, is one of the alternatives for the multicast congestion control in the Internet. One advantage of this algorithm is its ability to infer the network congestion level, assigning the best receiving rate for each receptor. Besides that, the protocol manages the received rate, aiming to achieve fairness and impartiality with the competing network traffic. The ALMTF was developed originally in a Ph.D. Thesis and had its validation under NS-2 simulator. The goal this work is to extend the protocol ALMTF for a real network, validating its mechanisms and considering new alternatives to adapt it for this environment. Moreover, to make the comparison of the real results with the simulation, being identified the differences and promoting the experimental research in the area.

A década de 80 é um marco para a área de comunicação de dados. Muitos estudos, pesquisas e especificações foram iniciados para permitir a integração de sistemas de comunicação para voz, vídeo e dados. Desde essa década, os cientistas procuram investir na Internet, que é um dos mais importantes e populares meios de transmissão de informações no mundo, para acomodar aplicações que permitam enviar imagens e sons por esta imensa rede de comunicação. Também nessa década, no final, o International Telecommunications Union – Telecommunication (ITU-T), especificou a tecnologia ATM, cujas pesquisas vinham ocorrendo desde o seu início. O serviço de rede tradicional na Internet é transmissão de datagramas ´besteffort ´, conforme será visto neste trabalho. Neste serviço, os pacotes da origem são enviados para o destino, sem garantia de entrega. Para aquelas aplicações que requerem garantia de entrega, o protocolo TCP (equivalente à camada 4 do RM-OSI) se encarregará da retransmissão dos pacotes que falharam ao atingir o destino para então se conseguir uma recepção correta. Para aplicações de comunicação tradicionais, como FTP e Telnet, em que uma entrega correta é mais importante que a perda de tempo da retransmissão, este serviço é satisfatório. Entretanto, uma nova classe de aplicações, as quais usam mídias múltiplas (voz, som e dados), começam a aparecer na Internet. Exemplos desta classe de aplicação são: vídeo teleconferência, vídeo sob demanda e simulação distribuída. Operações de modo tradicional para estas aplicações resultam em redução da qualidade da informação recebida e, potencialmente, ineficiência do uso da largura de banda. Para remediar este problema é desenvolvido um ambiente de serviço para tempo real, no qual múltiplas classes de serviços são oferecidas. Este ambiente estende o modelo de serviços existentes para ir ao encontro das necessidades das aplicações multimídia com obrigatoriedade de tempo real, porém esta não é uma meta muito fácil. Contudo, a comunidade pesquisadora tem conseguido desenvolver alguns mecanismos que vão pouco a pouco permitindo que este objetivo se transforme em realidade. O ATM é uma tecnologia que provê dutos de alta velocidade para a transferência de qualquer tipo de informação em pequenos pacotes de tamanho fixo, chamados células. A idéia básica é estabelecer entre dois pontos que desejam se comunicar um circuito virtual que é mantido pelos comutadores de células para levar a informação de um lado a outro. A característica marcante do ATM é a Qualidade de Servico – QoS, que garante o desempenho predefinido que determinado serviço necessita. Isso permite suportar aplicações de tempo real que são sensíveis ao atraso. O atendimento à diversidade de características de tráfego e exigências distintas de grandes quantidades de serviços é possível pelo ATM graças ao controle de tráfego reunido à capacidade de multiplexação estatística do meio em altas taxas de transmissão. O objetivo principal desta dissertação é elaborar uma comparação quantitativa e qualitativa do funcionamento de aplicações multimídia sobre IP com RSVP - Protocolo desenvolvido para realizar reservas de recursos integrante da arquitetura de Serviços Integrados (IntServ) proposta pelo IETF para oferecer qualidade de serviço para aplicações tais como aplicações multimídia. Essa proposta também inclui duas classes de serviços, sendo que nessa dissertação, o serviço de carga controlada é que está sendo utilizado. Isso deve-se a implementação dos módulos apresentados em [GRE 2001] e que foram utilizados na realização desse trabalho - e sobre ATM. A proposta final é a elaboração de uma técnica de análise baseado nas principais métricas de desempenho em redes que deve permitir uma melhor visualização do comportamento das tecnologias sob determinadas cargas de tráfego, permitindo assim uma tomada de decisão entre qual das tecnologias que deverá ser adotada em um dado momento, em uma dada situação, ou seja, a indicação do ponto de quebra tecnológica na situação modelada. Para que fosse possível fazer esta comparação, foi necessário dividir-se este trabalho em 3 grandes etapas, que são: • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia ATM; • Estudo e desenvolvimento da técnica para análise do elemento carga de tráfego na tecnologia IP com RSVP; • Comparativo quantitativo e qualitativo dos estudos acima.

Voz sobre IP (VoIP) é uma tecnologia que permite a digitalização e a codificação da voz e o empacotamento em pacotes de dados IP para a transmissão em uma rede que utilize o protocolo TCP/IP. Devido ao volume de dados gerados por uma aplicação VoIP, esta tecnologia se encontra em funcionamento, em redes corporativas privadas. Mas se a rede base para o transporte desta aplicação for a Internet, certamente, não deve ser utilizada para fins profissionais, pois o TCP/IP não oferece padrões de QoS (Qualidade de Serviço) comprometendo desta forma a qualidade da voz. A qualidade da voz fica dependente do tráfego de dados existentes no momento da conversa. Para realizar um projeto de VoIP é necessário conhecer todo o tráfego existente na rede e verificar o quanto isto representa em relação à banda total da rede. Também se deve conhecer o tipo de aplicação que se deseja implantar, verificando a banda a ser utilizada por esta, e então projetar como a rede deverá ser estruturada. Para auxiliar no projeto de VoIP, pretende-se mostrar o que está sendo desenvolvido para que o protocolo TCP/IP ofereça QoS e uma ferramenta para análise do tráfego de voz sobre redes TCP/IP e também análises dos resultados obtidos em experimentos simulando diversas situações práticas.

A área de gerência de rede cresce à medida que redes mais seguras e menos vulneráveis são necessárias, e as aplicações que concorrem pelo seu uso, necessitam de alta disponibilidade e qualidade de serviço. Quando estamos focando a gerência da infra-estrutura física das redes de computadores, por exemplo, a taxa de uso de um segmento de rede, podemos dizer que esse tipo de gerenciamento encontra-se em um patamar bastante sedimentado e testado. Por outro lado, há ainda lacunas para pesquisar na área de gerenciamento de protocolos de alto nível. Entender o comportamento da rede como um todo, conhecer quais hosts mais se comunicam, quais aplicações geram mais tráfego e, baseado nessas estatísticas, gerar uma política para a distribuição de recursos levando em consideração as aplicações críticas é um dever nas redes atuais. O grupo de trabalho IETF RMON padronizou, em 1997, a MIB RMON2. Ela foi criada para permitir a monitoração de protocolos das camadas superiores (rede, transporte e aplicação), a qual é uma boa alternativa para realizar as tarefas de gerenciamento recém mencionadas. Outro problema para os gerentes de rede é a proliferação dos protocolos de alto nível e aplicações corporativas distribuídas. Devido a crescente quantidade de protocolos e aplicações sendo executados sobre as redes de computadores, os softwares de gerenciamento necessitam ser adaptados para serem capazes de gerenciá-los. Isso, atualmente, não é fácil porque é necessário usar linguagens de programação de baixo nível ou atualizar o firmware dos equipamentos de monitoração, como ocorre com os probes RMON2. Considerando este contexto, esse trabalho propõe o desenvolvimento de um agente RMON2 que contemple alguns grupos dessa MIB. O agente baseia-se na monitoração protocolos de alto nível e aplicações que são executados sobre o IP (Internet Protocol) e Ethernet (na camada de enlace). Além da implementação do agente, o trabalho apresenta um estudo de como obter estatísticas do agente RMON2 e usá-las efetivamente para gerenciar protocolos de alto nível e aplicações.

Um dos obstáculos para o uso disseminado do multicast na Internet global é o desenvolvimento de protocolos de controle de congestionamento adequados. Um fator que contribui para este problema é a heterogeneidade de equipamentos, enlaces e condições de acesso dos receptores, a qual aumenta a complexidade de implementação e validação destes protocolos. Devido ao multicast poder envolver milhares de receptores simultaneamente, o desafio deste tipo de protocolo se torna ainda maior, pois além das questões relacionadas ao congestionamento da rede, é necessário considerar fatores como sincronismo, controle de feedbacks, equidade de tráfego, entre outros. Por esses motivos, os protocolos de controle de congestionamento multicast têm sido um tópico de intensa pesquisa nos últimos anos. Uma das alternativas para o controle de congestionamento multicast na Internet é o protocolo ALMTF (Adaptive Layered Multicast TCP-Friendly), o qual faz parte do projeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia). Uma vantagem desse algoritmo é inferir o nível de congestionamento da rede, determinando a taxa de recebimento mais apropriada para cada receptor. Além disso, ele realiza o controle da banda recebida, visando à justiça e a imparcialidade com os demais tráfegos concorrentes. O ALMTF foi desenvolvido originalmente em uma Tese de doutorado e teve a sua validação no simulador de redes NS-2 (Network Simulator). Este trabalho tem como objetivo estender o protocolo para uma rede real, implementando, validando os seus mecanismos e propondo novas alternativas que o adaptem para esse ambiente. Além disso, efetuar a comparação dos resultados reais com a simulação, identificando as diferenças e promovendo as pesquisas experimentais na área. / One of the obstacles for the widespread use of the multicast in the global Internet is the development of adequate protocols for congestion control. One factor that contributes for this problem is the heterogeneity of equipments, enlaces and conditions of access of the receivers, which increases the implementation and validation complexity of these protocols. Due to the number (thousands) of receivers simultaneously involved in multicast, the challenge of these protocols is even higher. Besides the issues related to the network congestion, it is necessary to consider factors such as synchronism, feedback control, fairness, among others. For these reasons, the multicast congestion control protocols have been a topic of intense research in recent years. The ALMTF protocol (Adaptive Layered Multicast TCP-Friendly), which is part of project SAM, is one of the alternatives for the multicast congestion control in the Internet. One advantage of this algorithm is its ability to infer the network congestion level, assigning the best receiving rate for each receptor. Besides that, the protocol manages the received rate, aiming to achieve fairness and impartiality with the competing network traffic. The ALMTF was developed originally in a Ph.D. Thesis and had its validation under NS-2 simulator. The goal this work is to extend the protocol ALMTF for a real network, validating its mechanisms and considering new alternatives to adapt it for this environment. Moreover, to make the comparison of the real results with the simulation, being identified the differences and promoting the experimental research in the area.

Considerando lo anterior, en este trabajo de Título se ha planteado como objetivo general, el diseñar e implementar una plataforma de servicios de vídeo y televisión, a través del protocolo de Internet, por medio del cual sea factible ofrecer distintas aplicaciones de similares características a las obtenidas actualmente de compañías cinematográficas y televisivas, como lo son el tener una programación agendada, una transmisión en vivo y una -disponible- bajo demanda, que sea de carácter económica y con proyecciones educacionales.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2007. / Submitted by Fabrícia da Silva Costa Feitosa (fabriciascf@gmail.com) on 2009-12-11T19:27:49Z No. of bitstreams: 1 2007_MarcioAugustodeDeus.PDF: 2290559 bytes, checksum: 6e8f274db95197f3239f3ee9f30557b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2009-12-15T22:04:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_MarcioAugustodeDeus.PDF: 2290559 bytes, checksum: 6e8f274db95197f3239f3ee9f30557b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-15T22:04:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_MarcioAugustodeDeus.PDF: 2290559 bytes, checksum: 6e8f274db95197f3239f3ee9f30557b2 (MD5) Previous issue date: 2007-11-12 / A integração de serviços em redes IP (Internet Protocol) é uma possibilidade de se atingirem ganhos de escala e também de gerar novos serviços. No entanto, este é também um grande desafio, pois a falta de modelos matemáticos comprovadamente eficientes e que exprimam coerentemente as características destas redes dificulta a utilização eficiente dos recursos de rede disponibilizados. Este trabalho propõe uma estratégia de gerenciamento de recursos de rede para aplicação em redes IP/MPLS. Para o desenvolvimento da metodologia são analisados os modelos de planejamento atuais e suas deficiências para a predição do tráfego multimídia. Com base na teoria de auto-similaridade estatística são realizadas análises de tráfego de forma a caracterizá-lo e verificar a possibilidade da utilização do modelo de tráfego auto-similar para o auxílio a novas configurações de recursos. Devido à grande variedade de aplicações que se utilizam dos mesmos recursos, também é proposta uma metodologia de separação de aplicações com o conceito de diferenciação e integração de serviços. Mostra-se neste trabalho que o conceito de engenharia de tráfego permite definir túneis MPLS que podem ser usados como infra-estrutura tecnológica para a separação eficiente de tipos de tráfegos. Propõe-se neste trabalho a associação desta infra-estrutura a um sistema de predição de tráfego de forma a obter melhores configurações de capacidade para uma rede de telecomunicações. É realizada uma comparação entre o modelo de controle de banda fixo e o modelo proposto de forma a verificar a possibilidade de aplicação direta em redes IP/MPLS de operadoras de telecomunicações. A metodologia proposta busca o atendimento de requisitos mínimos de qualidade e disponibilidade requeridos por tipo de serviço em um ambiente integrado. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / To use the network resources in the optimal efficiency one possibility is apply resource management policies that can be flexible and feasible as much as the time period can be. The converged networks are expected to deliver audio and video transmissions with quality as good as that of a circuit switching network. In order to make it possible, the network must offer a guarantee when it comes to bandwidth provisioning, delay, jitter and packet loss. These are the most important issues to solve in the IP/MPLS converged network.The provider backbones are the main mean of transport for all kind of applications with different behaviors which are aggregated in different links. The capacity planning becomes a hard task considering the multiple heterogeneous traffic sources such as video, voice, peer-to-peer applications and data file exchange, all with different QoS needs. The processes of traffic characterization and modeling are preponderant points of a feasible network project. A precise traffic modeling may allow the understanding and the best prediction model choice. In work a traffic generation and analysis will be done, after a characterization cycle will be done and applied to choose the best prediction model. This information will be returned to the network as a new bandwidth tunnels configuration. This will be start of a Service Provider IP/MPLS Backbone Bandwidth Management Strategies.

Allt ifrån persondatorer, mobiltelefoner och bilar kommer inom en snar framtid att vara uppkopplade mot Internet. Detta medför att varje enhet med en förbindelse till Internet kommer att behöva en unik IP-adress för att identifiera sig själv samt resten av Internet. Dagens Internet i form av IP version 4 (IPv4) kan inte hantera detta på grund av bristen på IPv4-adresser. Vidare saknar det nuvarande IPv4 trots det massiva antalet användare någon form av inbyggd säkerhet samtidigt som efterfrågan av nya tjänster samt teknologi från användare av Internet drastiskt ökar. Uppföljaren till IPv4, vars tekniska specifikation redan är färdigställd och standardiserad kallas IP Version 6 (IPv6). Det nyare IPv6 uppgraderar adressrymden som det äldre IPv4 tillhandahåller vilket löser problemet med sinande IPv4-adresser. Vidare förbättrar IPv6 säkerheten på Internet genom sitt inbyggda stöd för kryptering samtidigt som det erbjuder förbättrad tillförlitlighet, nya tjänster samt en rad tekniska fördelar över IPv4. Trots problemen med det utdaterade IPv4 som skapades för mer än 20 år sedan visar sig dock övergången från IPv4 till IPv6 svårartad. Utvecklingen av IPv6 varierar från en geografisk region till en annan. Företag och användare vet inte idag när de kan förvänta sig IPv6 samt dess tjänster från de stora Internetleverantörerna. Denna rapport ämnar undersöka vad det är som varit viktigast för att Internetleverantörerna ej övergått från IPv4 till IPv6 i större grad än vad som skett hittils. Resultatet av rapporten kan ge en insikt i vad det är som behöver förändras för att utvecklingen av IPv6 kan ta fart på riktigt. Vidare kan den ge en inblick i var i övergången från IPv4 till IPv6 Internetleverantörerna står idag

The computer engineering group at Linköping University has parts of their research dedicated to networks-on-chip and components used in network components and terminals. This research has among others resulted in the SoCBUS NOC and a flow based network protocol processor. The main objective of this project was to integrate these components into an IP router with two or more Gigabit Ethernet interfaces. A working system has been designed and found working. It consists of three main components, the input module, the output module and a packet buffer. Due to the time constraint and the size of the project the packet buffer could not be designed to be as efficient as possible, thus reducing the overall performance. The SoCBUS also has negative impact on performance, although this could probably be reduced with a revised system design. If such a project is carried out it could use the input and output modules from this project, which connect to SoCBUS and can easily be integrated with other packet buffers and system designs.