Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de precificação dinâmica em tempo real a ser usado no controle preventivo de estados de congestionamento. Este modelo estabelece que, na detecção de congestionamento, sejam instituídas barreiras tarifárias aos usuários. O acesso a rede passa a ser restrito aqueles que pagarem as taxas seletivas que garantem o fim do congestionamento. A decisão de transmitir é totalmente explícita ao usuário. Também é proposto um sistema de incentivo que favorece as conexões com duração abreviada. Algumas das decisões de projeto exigiram a discussão de questões que abrangem aspectos técnicos e econômicos das redes de computadores. Após a definição de todos os mecanismos que compõem o modelo de precificação dinâmica em tempo real, iniciou-se a fase de validação. Foram utilizados dados reais de tráfego TCP-IP como entrada do simulador do modelo. A simulação considerou diferentes cenários de respostas dos usuários aos preços que restringem a admissão na rede. Os resultados obtidos demonstraram que este modelo pode ser utilizado no oferecimento de uma classe de serviço superior a de máximo empenho (best-effort) com algumas vantagens. Seus mecanismos são de implementação simples e não provocam mudanças na arquitetura da rede utilizada / This work presents the development of a real-time dynamic pricing model to be used in congestion control and avoidance. This model states that during congestion periods, pricing barriers should be imposed to the users. In these congestion periods, the access to the network is restricted to the users who pay the discriminatory fees, forcing the end of the congestion. The transmission decision is entirely explicit to the users. A system of incentives for short connections is also proposed. Some project decisions demanded the discussion of matters envolving technical and economical aspects of the networks. The validation phase of the real time dynamic pricing model was started after defining all the mechanisms included. The simulator\'s inputs carne from samples of the TCP/IP traffic observed in an academic sub-network. The simulation process took into account different kinds of users behaviors towards the discriminatory fees. The results of the simulation proved that this model can be used for the offering of a class of service superior to the one given by the best-effort paradigm, with some extra advantages. The model\'s mechanisms are easily implemented and do not cause changes in the network architecture

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de precificação dinâmica em tempo real a ser usado no controle preventivo de estados de congestionamento. Este modelo estabelece que, na detecção de congestionamento, sejam instituídas barreiras tarifárias aos usuários. O acesso a rede passa a ser restrito aqueles que pagarem as taxas seletivas que garantem o fim do congestionamento. A decisão de transmitir é totalmente explícita ao usuário. Também é proposto um sistema de incentivo que favorece as conexões com duração abreviada. Algumas das decisões de projeto exigiram a discussão de questões que abrangem aspectos técnicos e econômicos das redes de computadores. Após a definição de todos os mecanismos que compõem o modelo de precificação dinâmica em tempo real, iniciou-se a fase de validação. Foram utilizados dados reais de tráfego TCP-IP como entrada do simulador do modelo. A simulação considerou diferentes cenários de respostas dos usuários aos preços que restringem a admissão na rede. Os resultados obtidos demonstraram que este modelo pode ser utilizado no oferecimento de uma classe de serviço superior a de máximo empenho (best-effort) com algumas vantagens. Seus mecanismos são de implementação simples e não provocam mudanças na arquitetura da rede utilizada / This work presents the development of a real-time dynamic pricing model to be used in congestion control and avoidance. This model states that during congestion periods, pricing barriers should be imposed to the users. In these congestion periods, the access to the network is restricted to the users who pay the discriminatory fees, forcing the end of the congestion. The transmission decision is entirely explicit to the users. A system of incentives for short connections is also proposed. Some project decisions demanded the discussion of matters envolving technical and economical aspects of the networks. The validation phase of the real time dynamic pricing model was started after defining all the mechanisms included. The simulator\'s inputs carne from samples of the TCP/IP traffic observed in an academic sub-network. The simulation process took into account different kinds of users behaviors towards the discriminatory fees. The results of the simulation proved that this model can be used for the offering of a class of service superior to the one given by the best-effort paradigm, with some extra advantages. The model\'s mechanisms are easily implemented and do not cause changes in the network architecture

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9564_1.pdf: 6736832 bytes, checksum: 15a2d20284eb9432e8f0b86d58931986 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Nos últimos 40 anos a Internet se tornou um componente central para o comércio eletrônico internacional, comunicações, e para o desenvolvimento técnico e científico. Inicialmente as pesquisas relacionadas à Internet se focavam em melhoramentos na velocidade de transmissão de dados, capacidade e cobertura geográfica. Atualmente medição, modelagem e análise em redes de computadores, particularmente classificação de tráfego, tornaram-se um ponto crucial para manutenção do funcionamento da rede. Isto se deve principalmente ao crescimento exponencial das redes de computares em termos de tamanho, complexidade e diversidade de serviços. Neste contexto, sistemas de Deep Packet Inspection (DPI) se tornaram um elemento importante para medição de tráfego, já que classificação de aplicações baseada em portas caiu em desuso devido ao tunelamento de protocolos e uso indevido de portas padrões, por exemplo, softwares P2P que usam portas não bloqueadas para burlar regras de firewalls. Tradicionalmente, sistemas de DPI classificavam tráfego usando técnicas de string matching, i.e., as assinaturas de aplicações eram representadas por strings (cadeias de caracteres). Dessa maneira o procedimento de busca de padrões se dava através da inspeção da carga útil dos pacotes a procura dessas strings. String matching funciona bem para padrões simples, porém falha ao descrever padrões mais complexos, e.g., padrões com tamanho variável. Para solucionar este problema, sistemas de DPI têm substituído assinaturas representadas com strings por padrões descritos através de expressões regulares. Embora mais precisos, sistemas de DPI demandam maior poder computacional e geralmente não escalam bem conforme as velocidades dos enlaces aumentam. Este fato abriu espaço para várias pesquisas relacionadas à otimização de tais sistemas. Aproveitando este espaço, esta tese propõe um novo modelo de Deterministic Finite Automata (DFA) para casamento de padrões em sistemas DPI, o Ranged Compressed DFA (RCDFA). O RCDFA, junto com três otimizações propostas, atingem níveis de compressão de até 98% em bases de assinaturas bem conhecidas. Além do mais, o RCDFA codificado com um novo layout de memória (ALE) proposto neste trabalho é até 46 vezes mais rápido que os motores de DPI baseados em DFAs tradicionais

Funcionalidades de eficiência energética vêm sendo integradas a protocolos e sistemas de gerenciamento de redes. Várias dessas funcionalidades afetam a rede de diferentes modos, acarretando compromissos. Podem afetar a confiabilidade e a disponibilidade da rede ao colocarem equipamentos e enlaces em modo dormente; e podem afetar o tempo de vida dos equipamentos ao alterarem seu modo de utilização. Os resultados da integração dessas funcionalidades à rede podem ser avaliados por emulação, que provê informação sobre como algum mecanismo de roteamento em particular, fruto dessa integração, agiria em diferentes condições de rede. Preparar um ambiente de experimentação que trate das interações entre diferentes funções da rede, considerando as funcionalidades de eficiência energética, traz alguns desafios. Uma combinação de emulação e implementação das principais funcionalidades de eficiência energética provê uma visão mais próxima sobre o que pode ocorrer em implantações reais de sistemas de gerenciamento energeticamente eficiente. Esta dissertação discute (i) como se avaliarem os compromissos existentes no emprego de técnicas de eficiência energética, mostrando também como o tempo de vida de equipamentos pode ser alterado e como a confiabilidade e disponibilidade da rede podem ser degradadas, e discute (ii) requisitos para o desenvolvimento de um ambiente de experimentação para avaliação de tais técnicas. O ambiente é baseado em roteadores implementados por software, para emulação de funcionalidades ainda não disponíveis, mas desejadas, de equipamentos de rede. Após a experimentação do protótipo de um sistema de gerenciamento de redes orientado por política de eficiência energética, aplicam-se os métodos de avaliação dos compromissos ocasionados por este sistema. / Energy efficiency features are being integrated in network protocols and management systems. Many of such features affect the network in different ways, thus yielding tradeoffs. They can affect the reliability and availability of the network when they put devices or links into sleep mode, and they can affect the lifetime of the devices as a result of the new operating pattern. The effects of integrating these features to the network can be assessed through emulation, which can provide insight on how a particular routing mechanism would perform in different network conditions. In addition, building an experimentation environment that is able to comprehensively account for interactions between different network functions taking into account energy efficiency features is challenging. A combination of emulation and implementation of major energy efficiency features provides a view closer to what may happen in a real deployment of energy-efficient management systems. This dissertation discusses (i) how to evaluate the tradeoffs existing between the use of energy-efficiency techniques and the lifetime of devices and with the reliability and availability of the network, and (ii) requirements for the development of a testbed to evaluate such techniques. The testbed is based on software routers, so to emulate future and desired network equipment functionalities. After experiments with the prototype of a sustainability-oriented network management system based on policies, an evaluation about the tradeoffs brought by such system to the network is performed.

Funcionalidades de eficiência energética vêm sendo integradas a protocolos e sistemas de gerenciamento de redes. Várias dessas funcionalidades afetam a rede de diferentes modos, acarretando compromissos. Podem afetar a confiabilidade e a disponibilidade da rede ao colocarem equipamentos e enlaces em modo dormente; e podem afetar o tempo de vida dos equipamentos ao alterarem seu modo de utilização. Os resultados da integração dessas funcionalidades à rede podem ser avaliados por emulação, que provê informação sobre como algum mecanismo de roteamento em particular, fruto dessa integração, agiria em diferentes condições de rede. Preparar um ambiente de experimentação que trate das interações entre diferentes funções da rede, considerando as funcionalidades de eficiência energética, traz alguns desafios. Uma combinação de emulação e implementação das principais funcionalidades de eficiência energética provê uma visão mais próxima sobre o que pode ocorrer em implantações reais de sistemas de gerenciamento energeticamente eficiente. Esta dissertação discute (i) como se avaliarem os compromissos existentes no emprego de técnicas de eficiência energética, mostrando também como o tempo de vida de equipamentos pode ser alterado e como a confiabilidade e disponibilidade da rede podem ser degradadas, e discute (ii) requisitos para o desenvolvimento de um ambiente de experimentação para avaliação de tais técnicas. O ambiente é baseado em roteadores implementados por software, para emulação de funcionalidades ainda não disponíveis, mas desejadas, de equipamentos de rede. Após a experimentação do protótipo de um sistema de gerenciamento de redes orientado por política de eficiência energética, aplicam-se os métodos de avaliação dos compromissos ocasionados por este sistema. / Energy efficiency features are being integrated in network protocols and management systems. Many of such features affect the network in different ways, thus yielding tradeoffs. They can affect the reliability and availability of the network when they put devices or links into sleep mode, and they can affect the lifetime of the devices as a result of the new operating pattern. The effects of integrating these features to the network can be assessed through emulation, which can provide insight on how a particular routing mechanism would perform in different network conditions. In addition, building an experimentation environment that is able to comprehensively account for interactions between different network functions taking into account energy efficiency features is challenging. A combination of emulation and implementation of major energy efficiency features provides a view closer to what may happen in a real deployment of energy-efficient management systems. This dissertation discusses (i) how to evaluate the tradeoffs existing between the use of energy-efficiency techniques and the lifetime of devices and with the reliability and availability of the network, and (ii) requirements for the development of a testbed to evaluate such techniques. The testbed is based on software routers, so to emulate future and desired network equipment functionalities. After experiments with the prototype of a sustainability-oriented network management system based on policies, an evaluation about the tradeoffs brought by such system to the network is performed.