Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / With the popularity of the Internet and the emergence of new services, it has become increasingly necessary to make a network planning, in order to ensure that each of the elements that compose it are used e ciently. Moreover, it is necessary to control and monitor the network, making sure that everything is running the way it was planned. In networks using the SDN paradigm, by introducing a network controller, is possible the separation between the data plane (hardware) and control plane (software) existing on the network devices, allowing that new protocols and technologies are implemented and tested on any network device, regardless of its manufacturer. In contrast with it, the following question arises: how to apply tra c monitoring in an SDN network ahead of his centralized control architecture without causing delays or inconsistencies? This work proposed a tra c monitoring service for SDN networks based on the OpenFlow protocol, called SDNMonitor, which aims to provide a view of network data tra c at three levels of granularity, for each port of each switch, for each flow and for each network service. Additionally, it was also proposed a load balancing service based on the use of Round-Robin and Bandwidth-Based algorithms. The experimental evaluation of these services was conducted through controlled experiments, which were generated and monitored some tra c. The results showed that the SDNMonitor service could monitor the network tra c in the three levels of granularity without impacting negatively on its operation, and that the load balancing service has been able to improve network tra c. / Com a popularidade da Internet e a emergência de novos serviços, tornou-se cada vez mais necessário fazer um planejamento da rede, com o objetivo de assegurar que cada um dos elementos que a compõem sejam utilizados de forma eficiente. Além disso, é necessário controlar e monitorar a rede, verificando se tudo está sendo executando da maneira que foi planejada. Em redes que utilizam o paradigma SDN, através da introdução de um controlador de rede, é possível a separação entre o plano de dados (hardware) e o plano de controle (software) existentes nos dispositivos de rede, permitindo que novos protocolos e novas tecnologias sejam implementadas e testadas em qualquer dispositivo de rede, independente do seu fabricante. Em contrapartida, surge o seguinte questionamento: como aplicar monitoramento de tráfego em uma rede SDN diante da sua arquitetura de controle centralizada sem causar atrasos ou inconsistências? Este trabalho propôs um serviço de monitoramento de tráfego em redes SDN baseado no protocolo OpenFlow, chamado SDNMonitor, que tem como principal objetivo prover uma visão do tráfego de dados da rede em três níveis de granularidade, por cada porta de cada switch, por cada fluxo e por cada serviço de rede. Adicionalmente, também foi proposto um serviço de balanceamento de carga, baseado na utilização dos algoritmos Round-Robin e Bandwidth-Based. A avaliação experimental destes serviços foi realizada através de experimentos controlados, onde foram gerados e monitorados alguns tráfegos. Os resultados demonstraram que o serviço SDNMonitor conseguiu monitorar o tráfego da rede nos três níveis de granularidade sem impactar de forma negativa no seu funcionamento, e que o serviço de balanceamento de carga foi capaz de melhorar o tráfego da rede.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-05T15:35:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Micael Oliveira Massula Carvalho de Mello - 2014.pdf: 489311 bytes, checksum: 15900b2c2d82201091cb1f73eeb459f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-06T10:37:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Micael Oliveira Massula Carvalho de Mello - 2014.pdf: 489311 bytes, checksum: 15900b2c2d82201091cb1f73eeb459f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T10:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Micael Oliveira Massula Carvalho de Mello - 2014.pdf: 489311 bytes, checksum: 15900b2c2d82201091cb1f73eeb459f4 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Wireless Mesh Networks (WMNs) are infrastructures with autonomic properties, such as self-organization and self-recovery, which can be developed with widely available technologies and low cost solutions. Besides their current applications, such as community networks and broad-band Internet access, WMNs can offer contributions in the context of the Internet of Things and help to build robust infrastructures to smart energy networks, among other uses. However, WMNs usually have performance issues due to overload in certain parts of the network and interference in wireless links. In this context, it is important that solutions are used to promote load-balancing and to mitigate interference between wireless links. Research in this area shows that one of the most promising approaches are in the subject of the joint routing and channel assignment. However, most of the previous works depends on the knowledge of the network traffic and handle flows with low granularity. In this thesis, we handle the performance problem in WMNs, in particular those having multiple radios and multiple available channels, using a joint approach, but without the mentioned restrictions. Our proposal is a joint heuristic, whose main contribution is the routing, which pursues the compromise between load-balancing and the path length of the network flows. We have developed our proposal in the Network Simulator 3 (ns-3) and have compared it with other works in literature. We found that our heuristic provides throughput improvements in most of the analyzed scenarios, besides promote greater justice between the flows that compete for resources. / Redes em Malha Sem Fio - Wireless Mesh Networks (WMNs) são infraestruturas com propriedades autonômicas, como auto-organização e autorrecuperação, que podem ser implementadas com tecnologias amplamente disponíveis e de custo acessível. Além de suas aplicações atuais, como redes comunitárias e redes de acesso à Internet, as WMNs podem auxiliar na comunicação de Internet das Coisas e constituir infraestruturas robustas para redes inteligentes de energia, dentre outros usos. No entanto, WMNs geralmente apresentam questões relativas a desempenho devido a fatores como sobrecarga em determinadas partes da rede e interferências nos enlaces sem fio. Nesse contexto, é importante que sejam utilizadas soluções que promovam balanceamento de carga na rede e que minimizem as interferências entre os enlaces sem fio. A pesquisa nessa área tem mostrado que uma das abordagens mais promissoras consiste em tratar de maneira conjunta o roteamento e a atribuição de canais. Porém, a maior parte dos trabalhos dependem de conhecimento prévio do tráfego da rede e tratam fluxos com baixa granularidade. Nesta dissertação, tratamos o problema de desempenho em WMNs, em especial as que possuem múltiplos rádios e múltiplos canais disponíveis, utilizando uma abordagem conjunta, mas sem as restrições anteriores. Nossa proposta é uma heurística conjunta, cuja principal contribuição está no roteamento, o qual persegue um compromisso entre o balanceamento de carga e o comprimento dos caminhos seguidos pelos fluxos. Implementamos nossa proposta no Network Simulator 3 (ns-3) e a comparamos com outros trabalhos da literatura. Verificamos que nossa heurística apresenta ganhos de vazão na maior parte dos cenários avaliados, além de promover maior justiça entre os fluxos que concorrem pelos recursos.

Orientadores: Edmundo Roberto Mauro Madeira, Luiz Eduardo Buzato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nakai_AlanMassaru_D.pdf: 3199160 bytes, checksum: b939ce461412f42df4f371a7cf37d2db (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A distribuição de carga é um problema intrínseco a sistemas distribuídos. Esta tese aborda este problema no contexto de servidores web geograficamente distribuídos. A replicação de servidores web em datacenters distribuídos geograficamente provê tolerância a falhas e a possibilidade de fornecer melhores tempos de resposta aos clientes. Uma questão chave em cenários como este é a eficiência da solução de distribuição de carga empregada para dividir a carga do sistema entre as réplicas do servidor. A distribuição de carga permite que os provedores façam melhor uso dos seus recursos, amenizando a necessidade de provisão extra e ajudando a tolerar picos de carga até que o sistema seja ajustado. O objetivo deste trabalho foi estudar e propor novas soluções de distribuição de carga para servidores web geograficamente distribuídos. Para isso, foram implementadas duas ferramentas para apoiar a análise e o desenvolvimento de novas soluções, uma plataforma de testes construída sobre a implementação real de um serviço web e um software de simulação baseado em um modelo realístico de geração de carga para web. As principais contribuições desta tese são as propostas de quatro novas soluções de distribuição de carga que abrangem três diferentes tipos: soluções baseadas em DNS, baseadas em clientes e baseadas em servidores / Abstract: Load balancing is a problem that is intrinsic to distributed systems. In this thesis, we study this problem in the context of geographically distributed web servers. The replication of web servers on geographically distributed datacenters allows the service provider to tolerate failures and to improve the response times perceived by clients. A key issue for achieving good performance in such a deployment is the efficiency of the load balancing solution used to distribute client requests among the replicated servers. The load balancing allows providers to make better use of their resources, soften the need for over-provision, and help tolerate abrupt load peaks until the system can be adjusted. The objective of this work was to study and propose load balancing solutions for geographically distributed web servers. In order to accomplish this objective, we have implemented two tools that support the analysis and development of load balancing solutions, a testbed that was built on top of a real web service implementation and simulation software that is based on a realistic model for web load generation. The main contributions of this thesis are the proposals of four new load balancing solutions that comprehend three types: DNS-based, client-based, and server-based / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-11-01T15:35:45Z No. of bitstreams: 1 Clebio Dossa_.pdf: 1252617 bytes, checksum: 784b95c29ee09e2a922686b26cb7aa51 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-01T15:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clebio Dossa_.pdf: 1252617 bytes, checksum: 784b95c29ee09e2a922686b26cb7aa51 (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Nenhuma / Atualmente, muitos serviços distribuem a carga entre diversos nós computacionais direcionando as conexões com alguma estratégia de balanceamento para divisão da carga. O advento do uso de redes definidas por software (SDN) está mudando paradigmas da administração de redes, absorvendo serviços especializados, automatizando processos e gerando inteligência para regras estáticas com uma grande variedade de opções de implementação. O balanceamento de carga é um dos serviços especializados que pode usufruir dos conceitos de SDN, sem definições e processos estáticos como ocorre muitas vezes nos atuais modelos usados de balanceamento de carga. A definição dos protocolos que suportam SDN usualmente permitem soluções alternativas e eficientes para este problema, desta forma, neste trabalho, é apresentada uma proposta de metodologia para balanceamento de carga entre distintos servidores de um pool com a troca do destino de tráfego realizada pela rede. Esta solução é chamada Core-based load balance (CoreLB), pois o serviço especializado de balanceamento de carga é realizado pela rede onde a administração de pacotes é nativamente realizada. A metodologia faz uso do protocolo SNMP para análise de recursos dos servidores com o objetivo de avaliar a situação de carga de cada nó computacional e de estatísticas de consumo de rede através do protocolo OpenFlow. Este trabalho avaliou o balanceamento de carga em serviços Web e a união de estatísticas de rede e da carga dos servidores, para a tomada de decisão de balanceamento, mostra-se uma metodologia eficiente e com melhores tempos de resposta ao usuário comparado com outras metodologias de avaliadas. Também melhorou a distribuição de consumo de recursos entre os servidores. / Currently, most services balance the load between distinct hosts forwarding connections with a load balance strategy in front. Usually, a dedicated appliance is responsible to performthe balance and may be a fault point and become expensive. The new concepts of computer network architecture with Software-Defined Networking (SND) are changing the network management, absorving specialist services, automating process and building intelligence to statics rules with loads of delivery options. The load balance is a specialized service that can enjoy in a positive way of SDN concepts, with low costs, in a flexible way as per the process needs instead of a plastered process definitions that occurs in many actual models. The OpenFlow protocol definition allow us to use a new solution to address this issue. This work shows a load balance purpose between distinct hosts with the destination change of connections made by the network core. It calls Core-based load balance (CoreLB) because the specialized load balance service move to the network core where the package forwarding is naturally made. This solution intend to use the SNMP protocol to analyse the hosts resources to evaluate server’s load. Using the network forwarding statistics and OS load informations, an efficient solution of load balance, the metodology proved to be efficient with better users’ response times average of 19% than no balanced scenario as well as around 9% better than others load balance strategies and a properly balance consumption of resources from hosts side. This process can be inhered in distinct models, however, this research intend to evaluate Web Services.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2017-09-29T20:50:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vínicius Nunes Medeiros - 2017.pdf: 3262332 bytes, checksum: 6481a1cb0287306368b482913e18928d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-02T12:58:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vínicius Nunes Medeiros - 2017.pdf: 3262332 bytes, checksum: 6481a1cb0287306368b482913e18928d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T12:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vínicius Nunes Medeiros - 2017.pdf: 3262332 bytes, checksum: 6481a1cb0287306368b482913e18928d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Owing to the huge range of application scenarios for wireless networks, new prospects for the current and future applications of the Internet, making new communication paradigms such as the Internet of Things (IoT) and 5G networks. Two important networks are included in this scenery: Wireless Sensor Networks (WSN) provide key devices for developing the IoT communication paradigm, such as the sensors used for collecting different kind of information, and the Wireless Mesh Network (WMN) that enable interoperability between heterogeneous network, covering large areas with at am low cost.Eeach one these networks have specific characteristics, for example, the WSN has serious restrictions (e.g. power consumption, low speed wireless links, interference) while the WMN offers high data rates through multiple radios and channels. In this context, it is necessary to find solutions that can ensure more efficient communication system based on the optimized utilization of the network resources. So it was created a multi-objective routing algorithm, called Routing-Aware of path Length, Link quality, and traffic Load (RALL). This seeks to strike a balance between three objectives: to minimize the network bottlenecks, to reduce path length, and to avoid links with low quality, for resolution the routing problem for WSN, Then the RALL approach was adapted to match the specialty of the WMN, entitled Routing Aware of path Length, Link quality, and traffic Load Weighted (RALLW). The results indicate that combining multiple objectives when performing routing can benefit networks performance. The RALL and RALLW results in a good performance with regard to the delivery rate, throughput, delay, and power consumption when compared to other approaches, however the RALLW approach did not significant differences when compared to the RALL. / A utilização das redes sem fio em diversas aplicações está criando uma nova perspectiva de utilidade para a Internet atual fazendo com que novos paradigmas de comunicação sejam desenvolvidos, como a Internet das coisas (IoT) e redes 5G. Dois tipos de rede sem fio se destacam nesses novos cenários, a Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) que fornece dispositivos fundamentais para a implementação dos ambientes inteligentes e da IoT, e a Rede em Malha Sem Fio (RMSF) que permite a interoperabilidade entre os tipos de redes, cobrindo grandes áreas e com um custo relativamente baixo. Essas redes possuem peculiaridade específicas, por exemplo a RSSF possui fortes restrições de consumo energético e capacidade de transmissão, já a RMSF é uma rede com maior capacidade de transmissão e maior alcance. Nesse contexto, é necessário desenvolver soluções que tornam a rede eficiente através da otimização dos seus recursos. Inicialmente foi desenvolvida a abordagem Routing Aware of path Length, Link quality, and traffic Load (RALL) para realizar o roteamento multiobjetivo em RSSF, em seguida, realizamos uma adaptação dessa abordagem para refletir as especificidades dos cenários de uma RMSF, essa adaptação foi intitulada de Routing Aware of path Length, Link quality, and traffic Load Weigthed (RALLW). Em ambas abordagens o problema de roteamento multiobjetivo é composto por três objetivos (quantidade de saltos, quantidade de enlaces com baixa qualidade e balanceamento da rede), comuns a RSSF e a RMSF, apesar de existirem diferenças significativas entre elas ao modelar os objetivos. Os resultados indicam que a combinação de múltiplos objetivos ao realizar o roteamento pode beneficiar o desempenho da rede. As abordagens RALL e RALLW resultaram em bons resultados quando comparados com outras abordagens, em relação à taxa de entrega, vazão, atraso e consumo de energia, entretanto, a abordagem RALLW não mostrou diferenças significativas quando comparada a abordagem RALL.