Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Teconologia, Departamento de Engenharia Civil, 2004. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2010-09-29T22:56:05Z No. of bitstreams: 1 2004-Michelle Andrade.pdf: 876162 bytes, checksum: 457baf540aa9482aef45001bbe8df59c (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-10-07T01:50:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004-Michelle Andrade.pdf: 876162 bytes, checksum: 457baf540aa9482aef45001bbe8df59c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-07T01:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004-Michelle Andrade.pdf: 876162 bytes, checksum: 457baf540aa9482aef45001bbe8df59c (MD5) / Como forma de gerenciar os conflitos do tráfego em interseções, o semáforo é um dos dispositivos mais empregados em áreas urbanas. Ele pode atuar de modo isolado ou de forma coordenada, e ter sua programação definida a partir de dados históricos do tráfego ou responder, em diferentes níveis, às solicitações do tráfego nas aproximações das interseções. No caso da operação isolada atuada pelo tráfego, diferentes técnicas têm sido empregadas para a definição do direito de passagem dos fluxos conflitantes, isto é, para o cálculo dos tempos dos semáforos. Dentre elas uma das mais recentes é o emprego da lógica fuzzy. Essa técnica tem a característica de emular a percepção humana, e a sua utilização no projeto de controladores tem a vantagem de eliminar a necessidade da representação de relações complexas através de modelos matemáticos sofisticados. No caso de controladores semafóricos, o uso da Lógica Fuzzy foi iniciado em 1977 com o trabalho de Pappis e Mamdani. Desde então, diferentes controladores têm sido desenvolvidos e, recentemente, estudos apontam para a vantagem da integração da Lógica Fuzzy com outras técnicas de Inteligência Artificial. Neste contexto o presente trabalho tem como objetivo avaliar o impacto de alterações nos conjuntos fuzzy das variáveis de entrada do controlador semafórico sobre a resposta do controlador e a operação do tráfego. Para tanto, foi desenvolvida uma metodologia para o ajuste dos conjuntos fuzzy on-line, intitulada Seleção Dinâmica de Planos Fuzzy, baseada na análise de uma variável relacionada à operação do tráfego: fila final em cada aproximação ao final do tempo vermelho. A metodologia foi elaborada de modo a permitir a avaliação do impacto do ajuste realizado em dois momentos distintos: ao final de cada extensão, e ao final de cada fase. Um programa computacional foi desenvolvido para permitir a simulação da resposta do controlador e da operação do tráfego sob as duas condições de ajuste. Foram realizados vários testes através dos quais foi verificado que o ajuste on-line (nas duas formas consideradas) representa um ganho para a operação do tráfego em comparação à operação do controlador fuzzy sem ajuste dos conjuntos fuzzy. Além disso, o ajuste ao final de cada extensão proporcionou melhores resultados que o ajuste ao final da fase. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The traffic light is one of the most used tools in urban areas in order to manage traffic conflicts at intersections. It operates in an isolated or coordinated way and is programmed according to traffic data history or responds at different levels to traffic requests at intersection approaches. In terms of isolated vehicle-actuated control, different techniques have been applied in defining the right of way in conflicting flows so as to calculate traffic signal timings. One of the most recent techniques has been the use of fuzzy logic. This technique emulates human perception and the advantage of its use in a controller project is that it eliminates the need to represent complex situations through sophisticated mathematical models. With reference to traffic signal controllers, the use of Fuzzy Logic was initiated in 1977 in Pappis and Mamdani’s work. Since then, different controllers have been developed and, recently, studies point to the advantage of integrating Fuzzy Logic with other Artificial Intelligence techniques. Given the above, this present study aims to assess the impact of alterations to fuzzy sets in controller entry variables on controller response as well as on traffic operation. For such, a methodology for adjusting fuzzy sets online was developed. This method is called Dynamic Selection of Fuzzy Plans and is based upon an analysis of a variable related to traffic operation: the final queue at each approach at the end of the red time. This methodology was elaborated with a view to assessing the impact of the adjustment made at two specific moments: at the end of each extension and at the end of each phase. A computational program was developed in order to allow for simulating controller response and traffic operation under these two adjustment conditions. Through the tests conducted, it was verified that the online adjustment (in the two forms studied) implies a gain in traffic operation in comparison with fuzzy controller operation without adjustments to the fuzzy sets. Further, the adjustment to the end of each extension provided better results than the adjustment made at the end of the phase.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2011-06-13T18:24:42Z No. of bitstreams: 1 2009_MichelleAndrade.pdf: 19607858 bytes, checksum: 03e840b2fad0974de626d256d97d64cd (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-06-17T17:29:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MichelleAndrade.pdf: 19607858 bytes, checksum: 03e840b2fad0974de626d256d97d64cd (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-17T17:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MichelleAndrade.pdf: 19607858 bytes, checksum: 03e840b2fad0974de626d256d97d64cd (MD5) / O controle semafórico atuado pelo tráfego apresenta-se como uma alternativa promissora para o controle dos conflitos de tráfego em interseções, uma vez que tem o propósito de operar em resposta imediata à demanda nesses locais. Quando adequadamente empregada, essa forma de controle tende a reduzir os efeitos negativos conseqüentes do controle semafórico, tanto relacionados à operação do tráfego (atrasos, paradas), como também ao meio ambiente (consumo de combustíveis, emissão de poluentes, ruídos). A utilização de técnicas de Inteligência Artificial na determinação dos tempos semafóricos para o controle atuado pelo tráfego tem apresentado resultados promissores e, por isso, vem despertando o interesse de pesquisadores por trabalhos neste tema. Em especial, os controladores semafóricos fuzzy que operam sob o princípio da extensão do tempo de verde, vêm sendo investigados no sentido de ampliar a compreensão da lógica fuzzy associada ao controle semafórico e assim, aprimorar o emprego desta ferramenta para esse tipo de aplicação. Este trabalho de pesquisa apresenta um conjunto de investigações acerca dos controladores semafóricos fuzzy que operam sob o princípio da extensão do tempo de verde. Os estudos passam por avaliações de elementos destes controladores – padrão de sobreposição dos conjuntos fuzzy, estrutura da base de regras e tipo de controlador fuzzy – chegando à avaliação e proposta de alternativas para a sua operação em rede aberta. Os elementos estudados e as propostas de controle foram avaliados a partir de resultados de simulações da operação do tráfego em interseções isoladas e em rede aberta. Os estudos realizados permitiram identificar aspectos relevantes a serem considerados em futuros projetos de controladores semafóricos fuzzy, e ainda comprovaram a robustez do controlador originalmente concebido para a operação isolada. Este, quando empregado em rede aberta, apresentou resultados globais, em alguns casos, superiores aos resultados obtidos para o controle por tempo fixo coordenado. Por fim, a avaliação das propostas de cooperação dos controladores semafóricos fuzzy mostrou que, apesar dos resultados vantajosos já observados no controle em rede sem adaptações para essa operação, é possível melhorar o desempenho do controle global da rede em função do objetivo do controle, tal como, priorização do movimento arterial. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Traffic-actuated signals constitute an attractive alternative for signalized intersections, being able to immediately react to demand fluctuations. When correctly employed, this type of signal usually reduces the negative effects of traffic control on the traffic streams (delays and stops), as well as on the environment (such as fuel consumption, emissions and noise). The use of artificial intelligence techniques to find optimum phase lengths for traffic-actuated signals has been giving good results and, thus, has attracted the interest of many researchers in this field. Fuzzy signal controllers that are based on the principle of green extension, in particular, have been intensely studied with the objective of extend and improve the application of fuzzy logic as a tool for traffic control at intersections. This thesis presents a set of studies on fuzzy signal controllers that use the concept of green extension. These studies include not just evaluations of the signal controller components (such as superposition patterns for fuzzy sets, structure of the fuzzy rules and type of fuzzy controller) but also the evaluation of alternatives for the operation of open traffic signal networks based on fuzzy controllers. These studies were based on simulations of isolated intersections and open networks. The results of these studies indicated several aspects that should be considered in future studies and have demonstrated the robustness of fuzzy control on isolated intersections. In particular, the results suggest that isolated fuzzy control on intersections of an open network can be more effective than the traditional approach, which is based on fixed-time coordination. Simulation results have shown that the proposed strategy of cooperative fuzzy control on open networks is capable of giving better global performance than the use of isolated fuzzy control, when the objective is to prioritize movement along the arterial.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-12-02T12:31:23Z No. of bitstreams: 1 2013_DayalMachadoBrito.pdf: 4276085 bytes, checksum: 9cc971ac74345c3ce4dcff5109e21a24 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-21T16:25:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DayalMachadoBrito.pdf: 4276085 bytes, checksum: 9cc971ac74345c3ce4dcff5109e21a24 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-21T16:25:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DayalMachadoBrito.pdf: 4276085 bytes, checksum: 9cc971ac74345c3ce4dcff5109e21a24 (MD5) / O presente trabalho se propõe a explorar técnicas que deem um caráter mais dinâmico e inteligente aos protocolos de roteamento ou engenharia de tráfego que existem e são amplamente utilizados no mercado, em razão de seu comportamento um tanto quanto estático frente a mudanças nas condições da rede. Geralmente é necessária a intervenção de um operador humano, o que nem sempre ocorre de forma rápida ou eficaz. Portanto, constitui-se um objeto de estudo válido o acréscimo de inteligência artificial a esses sistemas de modo a avançar nesse sentido. Este trabalho teve como objetivo aplicar um algoritmo de aprendizado por reforço ao protocolo RSVP-TE de modo a permitir a escolha dinâmica e automática do caminho com menor atraso até o roteador de borda de saída da sessão, dentre um grupo de caminhos pré-configurados explicitamente. A ferramenta desenvolvida foi testada em ambiente de simulação e comparada com um algoritmo clássico de roteamento adaptativo, com bons resultados. Mostrou-se que a solução é válida e promissora, podendo passar por ajuste fino de parâmetros para que se consiga um desempenho otimizado e condizente com cada cenário. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The present work has the goal to explore techniques that may add adaptive and intelligent characteristics to the existing routing protocols and traffic engineering tools of today s commercial networks. As these protocols don t generally respond well to changes in the network s performance and quality of service, the intervention of an engineer is often needed. It may not happen, however, in the fastest or most efficient way possible. Thus an interesting subject rises to be studied: the adding of Artificial Intelligence in today s protocols to reach the aimed dynamic response. It was intended in this work to apply a reinforcement learning algorithm to the RSVP-TE protocol to implement a scheme that allows the automatic and dynamic choice of the best path to the edge router at the end of the session, among a pre-configured group of paths. The end-to-end delay in each path is the considered performance parameter. The solution was tested and presented good results, remaining a promising tool for problems of traffic engineering after a fine adjustment of the parameters involved.

Orientador : Walter Delazaro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:20:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baptistella_LuizFernandoBrito_D.pdf: 2793419 bytes, checksum: 374e01ebc3fbcbed5b00bf89ac6d93b9 (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Uma linha de ônibus inclusa no tráfego urbano é um sistema instável onde qualquer perturbação, uma vez ocorrida, provoca a desregulação do serviço, num processo realimentador. Os ônibus que se atrasam, por exemplo devido à interação com os demais veículos que circulam na rede viária urbana, encontram maiores filas de passageiros nas estações, com o que se atrasam ainda mais. Desta forma as mesmas tendem a formar pelotões e consequentemente o atraso de esperados usuários nas estações aumenta, já que surgem grandes intervalos entre as passagens dos pelotões formados.Continua... / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

A demanda de eficiência no gerenciamento das redes aumenta atualmente devido ao rápido desenvolvimento da computação em nuvem e a implantação em grande escala de centros de dados. O controle da infraestrutura deve ser capaz de classificar os diversos tipos de tráfego para aplicações diferentes, e prover o atendimento adequado no menor tempo possível. Porém, devido ao dinamismo da rede, nem sempre podem ser garantidos os requisitos mínimos necessários na Internet. Os mecanismos propostos para a engenharia de tráfego até hoje, são baseados em arquiteturas inflexíveis com a camada de controle e dados fortemente integrados. Isto dificulta um atendimento diferenciado adaptável aos diversos padrões de tráfego das aplicações modernas. Para enfrentar os problemas de flexibilidade das redes tradicionais, as Redes Definidas por Software, apresentam um paradigma inovador que separa as camadas de controle e encaminhamento de pacotes de forma a garantir a utilização eficiente dos recursos disponíveis, e ao mesmo tempo maior flexibilidade de implementação. Este paradigma permite conhecer o estado da rede e a sua topologia em tempo real, o que faz possível a reconfiguração de rotas e alocação de recursos de forma dinâmica. Esta dissertação apresenta um framework para engenharia de tráfego em SDN que utiliza a teoria matemática Network Calculus como ferramenta para subsidiar a caracterização e o policiamento de fluxos de pacotes. Através desta teoria, as decisões de encaminhamento e a distribuição do tráfego são baseadas não só por valores obtidos monitorando a rede, como também por projeções determinísticas que descrevem o comportamento do tráfego. Os resultados obtidos nos experimentos, comprovaram a eficiência no balanceamento de carga da rede em termos de atraso, demonstrando ganhos em termos de vazão do sistema e possibilitando a diminuição da porcentagem de perda de pacotes dos fluxos trafegados. O framework proposto visa contribuir na solução dos desafios relacionados a se estabelecer Engenharia de Tráfego para SDN com a especificação de mecanismos de gerenciamento adaptáveis as mudanças topológicas da rede, as diferentes características dos fluxos e que sejam capazes de distribuir de forma equilibrada o tráfego na rede. / The demand for network management efficiency is currently boosted by the rapid development of cloud computing and the large-scale deployment of data centers. Infrastructure control should be able to classify the various types of traffic for different applications, and provide adequate service in the shortest time possible. However, due to the dynamism of the network, the necessary minimum requirements on the Internet can not always be guaranteed. The proposed mechanisms for traffic engineering to date are based on inflexible architectures with the control and data layer strongly integrated. This hinders a differentiated service adaptable to the different traffic patterns of modern applications. To address the flexibility problems of traditional networks, Software Defined Networks presents an innovative paradigm that separates packet control and datapath layers to ensure the ecient use of available resources while providing greater deployment flexibility. This paradigm allows to know the state of the network and its topology in real time, which makes it possible to reconfigure routes and allocate resources dynamically. This work presents a framework for SDN traffic engineering that uses the mathematical theory Network Calculus as a tool to subsidize the characterization and policing of packet flows. Through this theory, routing decisions and traffic distribution are based not only on values obtained by monitoring the network, but also on deterministic projections of traffic behavior. The results obtained in the experiments, proved the efficiency in the load balancing of the network based on flow delay, demonstrating gains in terms of total system throughput and enabling the reduction of the percentage of packet loss of the traffic flows. The framework proposed aims to contribute to the solution of the challenges related to establishing Traffic Engineering for SDN with specification of management mechanisms, adaptables to the topological changes of the network, the different characteristics of the flows and capable of distribute in a balanced way the traffic in the network.

Três pontos são consensuais entre os profissionais que trabalham com o tema trânsito no Brasil. Primeiro, a educação para o trânsito é absolutamente imprescindível para reduzir a grande acidentalidade no trânsito do país e transformar o espaço público de deslocamento em um espaço de melhor convívio social. Segundo, a educação para o trânsito não tem sido tratada com a importância que deve ter. Terceiro, é necessário aperfeiçoar os conteúdos programáticos relativos à educação para o trânsito no ensino fundamental. Neste trabalho é defendida a transversalidade como processo pedagógico na educação para o trânsito no ensino fundamental e proposto um ajuste complementar de conteúdo programático a ser adotado nas várias disciplinas em todos os períodos do ensino fundamental, com a incorporação de elementos da engenharia seguindo a visão dos alunos detectada no projeto Rumo à Escola. A metodologia geral do trabalho encontra-se fundamentada em pesquisa teórica e em atividade de pesquisa de campo. A tese é fundamentada, sobretudo, nas informações levantadas nas pesquisas de campo realizadas no projeto Rumo à Escola, desenvolvido pelo DENATRAN em parceria com a UNESCO, nos trabalhos efetuados pelo Prof. Reinier Rozestraten e nas diretrizes da legislação educacional e de trânsito brasileira. / Three points are consensual by professionals with the theme of traffic in Brazil. First, traffic education is absolutely essential in order to reduce the great number of traffic accidents in the country and transform public roadways into socially friendly spaces. Second, traffic education has not been treated with the importance it should have been treated. Third, it is necessary to perfect the programmatic content related to traffic education in elementary teaching. This paper defends the transversality as a pedagogic process for traffic education in elementary teaching and proposes a complementary adjustment to programmatic content to be adapted by the various disciplines in all periods of elementary teaching, with the incorporation of elements of engineering following the vision of the students detected in the \"Off to School\" (Rumo à Escola) project. The general working methodology is based on theoretical research and in field research activith. The thesis is based, above all, on information gathered in field research done in the \"Off to School\" project, developed by the DENATRAN (National Department of Transit) in partnership with UNESCO, on the work of Prof. Reinier Rozestraten, and on the guide lines of brazilian educational and transit legislation.

Neste trabalho foi analisado um novo modelo de operação em rotatória implantado no município de Araraquara-SP, cuja preferência é da via principal que possui semáforos a certa distância da interseção, com o início de verde em diferentes momentos para cada direção da via principal. Os semáforos defasados permitem o ordenamento do fluxo e geram brechas maiores ao reduzir o headway entre veículos, o que possibilita a operação em pelotões e, consequentemente, aumenta a capacidade da interseção e reduz o número de conflitos. A proposta foi comparada com duas outras operações mais usuais: rotatória moderna e rotatória convencional (com e sem preferência para a via circular, respectivamente). A elaboração do trabalho foi dividida em cinco partes: primeiramente é apresentada, de forma detalhada, como é operado o modelo proposto. Em seguida, com dados obtidos em campo por filmagens nas três operações de rotatória em análise, foram determinadas as brechas críticas, através de cinco métodos determinísticos, e o headway em fila pelo método de Siegloch (1973). A terceira parte do trabalho foi a análise das distribuições de veículos na rotatória que, junto com o modelo de aproveitamento das brechas, compuseram os modelos de capacidade. Durante a quarta etapa foi realizada uma adaptação da metodologia de dimensionamento semafórico de Webster devido à possibilidade de entrada da via não preferencial, mesmo com o semáforo aberto na via principal, caso haja brecha suficiente. Finalmente, na quinta etapa, com a calibração do software AIMSUN, foram realizadas simulações dos três cenários utilizando o atraso crítico de controle como variável de análise, ou seja, o maior atraso entre as aproximações devido à existência da interseção. Foi verificado que ao instalar os semáforos na via principal, que possui a preferência na entrada da rotatória, o aumento da capacidade, principalmente ao comparar cenários com alta taxa de conversão ou em situação de fluxo desequilibrado entre as aproximações. Ao final foram calibrados modelos de capacidade para a operação em estudo baseados nas simulações, podendo ser aplicados em qualquer situação ao variar a brecha crítica e o headway em fila. / In this work, a new traffic-circle operation, implemented in the city of Araraquara-SP, was analysed. The operation consists in offer the traffic preference to the main road with traffic lights installed before the approximation point, with the green time beginning in different moments in which direction to order the use of the intersection and to generate larger gaps by reducing the headway between vehicles, allowing the operation in platoons. The objective is to increase the capacity of the intersection and to reduce the number of conflicts. The proposal was compared with two other more usual operations: roundabouts and conventional traffic circle (with and without preference for the circular track, respectively). The elaboration of the work was divided in five parts: firstly, it is presented, in detail, how the signalized traffic circle is operated. Then, with data obtained in the field by recording the three operations in analysis, the critical gaps were determined, through five deterministic methods, and the follow-up headway. The third part of the work was the analysis of vehicle distributions at the traffic circles and, together with the gap utilization model, the capacity models were determined. During the fourth stage, Webster\'s signal methodology was adapted because of the possibility of non-preferential entering in the traffic circle, even with the green light of the signal on the main road, if there is a sufficient gap. Finally, in the fifth step, with the calibration of the AIMSUN software, simulations of the three scenarios were performed using, as a variable, the critical control delay (the highest delay between the approximations due to the existence of the intersection). It was verified that offer the traffic preference to the main road with traffic lights installed before the approximation point, the capacity increases significantly, mainly when comparing scenarios with high conversion rate or in situation of unbalanced traffic flow between the approaches. At the end, capacity models were calibrated for the study operation based on the simulations, and it may be applied in any situation by varying the critical gap and the follow-up headway.

Três pontos são consensuais entre os profissionais que trabalham com o tema trânsito no Brasil. Primeiro, a educação para o trânsito é absolutamente imprescindível para reduzir a grande acidentalidade no trânsito do país e transformar o espaço público de deslocamento em um espaço de melhor convívio social. Segundo, a educação para o trânsito não tem sido tratada com a importância que deve ter. Terceiro, é necessário aperfeiçoar os conteúdos programáticos relativos à educação para o trânsito no ensino fundamental. Neste trabalho é defendida a transversalidade como processo pedagógico na educação para o trânsito no ensino fundamental e proposto um ajuste complementar de conteúdo programático a ser adotado nas várias disciplinas em todos os períodos do ensino fundamental, com a incorporação de elementos da engenharia seguindo a visão dos alunos detectada no projeto Rumo à Escola. A metodologia geral do trabalho encontra-se fundamentada em pesquisa teórica e em atividade de pesquisa de campo. A tese é fundamentada, sobretudo, nas informações levantadas nas pesquisas de campo realizadas no projeto Rumo à Escola, desenvolvido pelo DENATRAN em parceria com a UNESCO, nos trabalhos efetuados pelo Prof. Reinier Rozestraten e nas diretrizes da legislação educacional e de trânsito brasileira. / Three points are consensual by professionals with the theme of traffic in Brazil. First, traffic education is absolutely essential in order to reduce the great number of traffic accidents in the country and transform public roadways into socially friendly spaces. Second, traffic education has not been treated with the importance it should have been treated. Third, it is necessary to perfect the programmatic content related to traffic education in elementary teaching. This paper defends the transversality as a pedagogic process for traffic education in elementary teaching and proposes a complementary adjustment to programmatic content to be adapted by the various disciplines in all periods of elementary teaching, with the incorporation of elements of engineering following the vision of the students detected in the \"Off to School\" (Rumo à Escola) project. The general working methodology is based on theoretical research and in field research activith. The thesis is based, above all, on information gathered in field research done in the \"Off to School\" project, developed by the DENATRAN (National Department of Transit) in partnership with UNESCO, on the work of Prof. Reinier Rozestraten, and on the guide lines of brazilian educational and transit legislation.

A demanda de eficiência no gerenciamento das redes aumenta atualmente devido ao rápido desenvolvimento da computação em nuvem e a implantação em grande escala de centros de dados. O controle da infraestrutura deve ser capaz de classificar os diversos tipos de tráfego para aplicações diferentes, e prover o atendimento adequado no menor tempo possível. Porém, devido ao dinamismo da rede, nem sempre podem ser garantidos os requisitos mínimos necessários na Internet. Os mecanismos propostos para a engenharia de tráfego até hoje, são baseados em arquiteturas inflexíveis com a camada de controle e dados fortemente integrados. Isto dificulta um atendimento diferenciado adaptável aos diversos padrões de tráfego das aplicações modernas. Para enfrentar os problemas de flexibilidade das redes tradicionais, as Redes Definidas por Software, apresentam um paradigma inovador que separa as camadas de controle e encaminhamento de pacotes de forma a garantir a utilização eficiente dos recursos disponíveis, e ao mesmo tempo maior flexibilidade de implementação. Este paradigma permite conhecer o estado da rede e a sua topologia em tempo real, o que faz possível a reconfiguração de rotas e alocação de recursos de forma dinâmica. Esta dissertação apresenta um framework para engenharia de tráfego em SDN que utiliza a teoria matemática Network Calculus como ferramenta para subsidiar a caracterização e o policiamento de fluxos de pacotes. Através desta teoria, as decisões de encaminhamento e a distribuição do tráfego são baseadas não só por valores obtidos monitorando a rede, como também por projeções determinísticas que descrevem o comportamento do tráfego. Os resultados obtidos nos experimentos, comprovaram a eficiência no balanceamento de carga da rede em termos de atraso, demonstrando ganhos em termos de vazão do sistema e possibilitando a diminuição da porcentagem de perda de pacotes dos fluxos trafegados. O framework proposto visa contribuir na solução dos desafios relacionados a se estabelecer Engenharia de Tráfego para SDN com a especificação de mecanismos de gerenciamento adaptáveis as mudanças topológicas da rede, as diferentes características dos fluxos e que sejam capazes de distribuir de forma equilibrada o tráfego na rede. / The demand for network management efficiency is currently boosted by the rapid development of cloud computing and the large-scale deployment of data centers. Infrastructure control should be able to classify the various types of traffic for different applications, and provide adequate service in the shortest time possible. However, due to the dynamism of the network, the necessary minimum requirements on the Internet can not always be guaranteed. The proposed mechanisms for traffic engineering to date are based on inflexible architectures with the control and data layer strongly integrated. This hinders a differentiated service adaptable to the different traffic patterns of modern applications. To address the flexibility problems of traditional networks, Software Defined Networks presents an innovative paradigm that separates packet control and datapath layers to ensure the ecient use of available resources while providing greater deployment flexibility. This paradigm allows to know the state of the network and its topology in real time, which makes it possible to reconfigure routes and allocate resources dynamically. This work presents a framework for SDN traffic engineering that uses the mathematical theory Network Calculus as a tool to subsidize the characterization and policing of packet flows. Through this theory, routing decisions and traffic distribution are based not only on values obtained by monitoring the network, but also on deterministic projections of traffic behavior. The results obtained in the experiments, proved the efficiency in the load balancing of the network based on flow delay, demonstrating gains in terms of total system throughput and enabling the reduction of the percentage of packet loss of the traffic flows. The framework proposed aims to contribute to the solution of the challenges related to establishing Traffic Engineering for SDN with specification of management mechanisms, adaptables to the topological changes of the network, the different characteristics of the flows and capable of distribute in a balanced way the traffic in the network.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-08T20:32:53Z No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-31T10:48:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T10:48:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_HenriqueDominguesGarcia.pdf: 3010082 bytes, checksum: e6564015e1b7fbb36c0f633990fb3005 (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia de engenharia de tráfego que tem como objetivo otimizar o custo do enlace de protocolos tradicionais de roteamento tais como o OSPF (Open Shortest Path First), a partir da otimização de métricas baseadas na utilização e na característica do tráfego do enlace. Foi utilizado um modelo de programação linear extraído da curva do atraso máximo do enlace calculado com o FEP (Fractal Envelope Process). Os resultados mostram que para o tráfego de vídeo que possui um alto grau de autossimilaridade, é necessário preservar a utilização média do enlace abaixo de 25\% para obter valores de atrasos compatíveis com os requerimentos de QoS (Quality of Service) da aplicação. / This paper presents a traffic engineering methodology that aims to optimize the link cost of traditional routing protocols such as OSPF (Open Shortest Path First) using link metrics based on the link load and traffic characteristics. We propose a linear programming model based on the maximum delay curve of the link calculated by the FEP (Fractal Envelope Process). The results show that for video traffic that has a high degree of self-similarity, the average link utilization must be below 25% to archive delay values compatible with the QoS requirements (Quality of Service) of the application.