O problema de lidar com a mobilidade dos usuários existe desde que os dispositivos móveis se tornaram capazes de lidar com conteúdo multimídia e ainda é um dos desafios mais relevantes na área de redes de computadores. A arquitetura de Internet convencional é inadequada em lidar com um número cada vez maior de dispositivos móveis que estão tanto consumindo quanto produzindo conteúdo. Named Data Networking (NDN) é uma arquitetura de rede que pode potencialmente superar este desafio de mobilidade. Ela suporta a mobilidade do consumidor nativamente, mas não oferece o mesmo nível de suporte para a mobilidade de conteúdo. A mobilidade de conteúdo exige garantir que os consumidores consigam encontrar e recuperar o conteúdo desejado mesmo quando o produtor correspondente (ou o hospedeiro principal) não estiver disponível. Nesta tese, propomos o PDRM (Proactive Data Replication Mechanism), um mecanismo de replicação de dados proativo e consciente de localização, que aumenta a disponibilidade de conteúdo através da redundância de dados no contexto da arquitetura NDN. Ele explora os recursos disponíveis dos usuários finais na vizinhança para melhorar a disponibilidade de conteúdo, mesmo no caso da mobilidade do produtor. Ao longo da tese, discutimos o projeto do PDRM, avaliamos o impacto do número de provedores disponíveis na vizinhança e a capacidade de cache na rede em sua operação e comparamos seu desempenho com NDN padrão e duas propostas do estado-da-arte. A avaliação indica que o PDRM melhora o suporte à mobilidade de conteúdo devido ao uso de informações de popularidade dos objetos e recursos extras na vizinhança para ajudar a replicação pró-ativa. Os resultados mostram que o PDRM pode reduzir os tempos de download até 53,55%, o carregamento do produtor até 71,6%, o tráfego entre domínios até 46,5% e a sobrecarga gerada até 25% em comparação com NDN padrão e os demais mecanismos avaliados. / The problem of handling user mobility has been around since mobile devices became capable of handling multimedia content and is still one of the most relevant challenges in networking. The conventional Internet architecture is inadequate in dealing with an ever-growing number of mobile devices that are both consuming and producing content. Named Data Networking (NDN) is a network architecture that can potentially overcome this mobility challenge. It supports consumer mobility by design but fails to offer the same level of support for content mobility. Content mobility requires guaranteeing that consumers manage to find and retrieve desired content even when the corresponding producer (or primary host) is not available. In this thesis, we propose PDRM, a Proactive and locality-aware Data Replication Mechanism that increases content availability through data redundancy in the context of the NDN architecture. It explores available resources from end-users in the vicinity to improve content availability even in the case of producer mobility. Throughout the thesis, we discuss the design of PDRM, evaluate the impact of the number of available providers in the vicinity and in-network cache capacity on its operation, and compare its performance to Vanilla NDN and two state-of-the-art proposals. The evaluation indicates that PDRM improves content mobility support due to using object popularity information and spare resources in the vicinity to help the proactive replication. Results show that PDRM can reduce the download times up to 53.55%, producer load up to 71.6%, inter-domain traffic up to 46.5%, and generated overhead up to 25% compared to Vanilla NDN and other evaluated mechanisms.

O processo de dimensionar redes de comunicação tem sido um desafio para pesquisadores e projetistas. A partir da especificação, passando pela operação, controle e gerenciamento de redes, as estimativas de comportamento do desempenho são úteis para o dimensionamento adequado dos equipamentos. O detalhamento e precisão na capacidade de avaliar o impacto de carga futura melhoram as chances de prever dificuldades em atingir metas de serviços. Com redes de banda larga, como ATM, não tem sido diferente. Pela sua concepção de oferecer garantia de qualidade para serviços com diferentes requisitos, ATM se empenha em evitar a sobrecarga da rede. De início, essa premissa é preservada naturalmente através da restrição da quantidade e tipo de conexões ingressas na rede. Portanto, a adequação dos recursos que compõem a estrutura de uma rede ATM determina o grau de disponibilidade em atender certa quantidade de serviços. A pergunta que desejamos responder é: como estimar com precisão a quantidade de serviço suportada por determinada rede ATM? O limite da rede é alcançado quando os recursos disponíveis são menores que os recursos necessários à carga de serviço. Com o emprego cada vez maior de ATM por empresas de telecomunicações, conhecer o limite da rede é estar ciente da potencialidade de negócios sem comprometimento da qualidade. É poder prever expansões evitando bloqueio de novos serviços. O processo de dimensionamento de capacidade de uma rede ATM revela a quantidade de recursos necessários para suportar determinada carga de serviço. Quando os recursos necessários forem maiores que os recursos disponíveis, o limite da rede foi alcançado. Nesse caso, são duas as possibilidades para o equilíbrio: aumentar os recursos da rede ou diminuir a carga de serviço desejado. Esta dissertação propõe um método para dimensionamento dos recursos de uma rede ATM. A principal técnica empregada no método é a simulação do comportamento de tráfego sobre comutadores ATM. Para determinada carga de tráfego são executadas diferentes simulações variando os recursos disponíveis dentro de parâmetros prováveis. As seguintes medidas de desempenho são obtidas nas simulações como resultados estatísticos médios: razão de perda de células (CLR), atraso de transferência de células (CTD) e variação do atraso de células (CDV). Conhecendo o desempenho desejado (QoS) pela carga de serviço, o método pode determinar a quantidade necessária de recursos que satisfazem os requisitos de QoS. A ferramenta escolhida para implementar o modelo foi o simulador orientado a eventos ATM/HFC do National Institute of Standards and Technology (NIST). O simulador é composto por diferentes modelos de elementos, cada qual com seus atributos, que podem ser combinados para caracterizar determinadas configurações de rede que se deseja avaliar. Os elementos podem ser desde representações de tipos de comutadores ATM até diferentes técnicas de controle de tráfego a serem utilizadas na simulação. A carga de serviço na simulação é provida por elementos modeladores que caracterizam diferentes tipos de aplicações geradoras de tráfego, permitindo arranjos de serviços CBR, VBR, ABR e UBR através de seus respectivos parâmetros descritores. A validação do método é efetuada através da comparação dos resultados obtidos com outro trabalho similar desenvolvido utilizando simulação. / The process of planning communication networks has been a challenge for researchers and designers. From the specification, through the operation, control and management of networks, the behavior performance estimates are useful for the adequate equipment dimensioning. The detailing and accuracy in the capacity to evaluate the future load impact increase the possibilities to forecast difficulties in reaching goals of services. With broadband networks, as ATM, it has not been different. ATM efforts in preventing network overload by its conception to offer quality guarantee for services with different requirements. From beginning, this premise is naturally preserved through restriction of the amount and type of connections that can enter the network. Therefore, the adequacy of the resources that compose the ATM network structure determines the degree of availability in attending certain amount of services. The question that we wish to answer is: how can we estimate accurately the amount of services supported by specific ATM network? The limit of the network is reached when the available resources are below the necessary resources to service load. With the higher use of ATM for telecommunications companies, to know the limit of network is to be aware of the potentiality without damage to the quality. It's to be able to forecast expansions to prevent new services blocking. The capacity planning process of an ATM network shows the amount of resources needed to support a specific workload. When the resource need is greater than the available resource, the network limit has been reached. In this case, there are two possibilities to reach balance: increase the network resources or lower the load of desired service. This work is about a method for ATM network resources dimensioning. The main technique used in the method is the traffic behavior simulation over ATM switches. For specific workload, different simulations are executed and they vary according to the resources available inside the probable parameters. The following measures of performance are gotten in the simulations as average statistics results: cell loss ratio (CLR), cell transfer delay (CTD) and cell delay variation (CDV). Knowing the workload desired performance (QoS), the method can determine the necessary amount of resources that will satisfy the QoS requirements. The chosen tool to implement the model was the event driven simulator ATM/HFC of the National Institute of Standards and Technology (NIST). The simulator is made up of different models of elements, each one with its attributes, which can be combined to characterize specific network configurations that are to be evaluated. The elements can range from representations of types of ATM switches to different techniques of traffic management to be used in the simulation. The workload in the simulation is provided by modeler elements that characterize different types of traffic generator applications, allowing sets of CBR, VBR, ABR and UBR services through their respective traffic parameters. The method validation is carried out through the matching of the results gotten with other similar work developed using simulation.

O aumento crescente da complexidade dos sistemas computacionais criou a necessidade do uso de técnicas de descrição formal (TDFs) na definição, implementação e manutenção dos sistemas. Contudo, apenas a existência de técnicas de descrição formal não garante o eficiente emprego das mesmas na especificação dos sistemas. É necessária a existência de ferramentas que viabilizem o uso das TDFs de forma que estas possam ser efetivamente úteis no desenvolvimento de projetos. Este trabalho apresenta os resultados obtidos da construção de um ambiente de especificação gráfico, onde a TDF E-LOTOS (Enhancements to LOTOS) fornece os mecanismos que uma técnica de descrição deve possuir para viabilizar a consistência, verificação e validação de sistemas. A TDF é suportada através do emprego de uma nova versão gráfica para a sintaxe textual padrão de E-LOTOS. O principal objetivo deste trabalho é disponibilizar aos projetistas e desenvolvedores um ambiente de especificação onde a criação, implementação, teste e manutenção de sistemas sejam feitos de forma fácil, rápida, intuitiva e consistente. Para tal, uma nova sintaxe gráfica de E-LOTOS foi criada: o E-DART (Enhancements to DART). Foi desenvolvida também uma ferramenta que permite o uso de E-DART, o Editor E-DART. A nova sintaxe abstrai, através de diagramas, as complexidades naturais de E-LOTOS, permitindo uma compreensão mais intuitiva dos sistemas. Com o uso de E-DART as especificações construídas são validadas por uma TDF sem que o processo de criação torne-se complexo. No Editor E-DART, a rapidez na criação das especificações é alcançada com mecanismos de reuso de módulos, e com o emprego de recursos avançados de interação com o usuário. O reuso de módulos diminui o tempo total dispensado na criação de especificações porque as mesmas poderão utilizar partes já homologadas de outros sistemas, sem a necessidade de validação e testes, pois estes são procedimentos realizados anteriormente nas outras especificações. Os recursos avançados de interação, por outro lado, permitem que projetistas não familiarizados com E-LOTOS sejam ainda assim capazes de construir sistemas complexos. Além disso, profissionais que tenham experiência com a TDF têm acesso direto ao código textual E-LOTOS, o que lhes garante uma maior compreensão das especificações. / The increasing complexity of the computational systems has created the necessity of the use of formal description techniques (FDTs) in the systems definition, implementation and maintenance. However, only the existence of formal description techniques does not guarantee their efficient use in the systems specification. The existence of tools is necessary to make the use of the TDFFs possible in a way in which these techniques can be effectively useful in projects development. This work presents the results of the construction of a specification graphical environment, where E-LOTOS FDT (Enhancements to LOTOS) supplies the mechanisms that a description technique must possess to make possible the consistency, verification and validation of systems. The FDT is supported through the use of a new graphical version for the standard textual E-LOTOS syntax. The main goal of this work is to provide to designers and developers a specification environment where the creation, implementation, test and maintenance of systems are made in a easy form, fast, intuitive and consistent way. For such, a new graphical syntax of E-LOTOS was created: the E-DART (Enhancements to DART). A tool that allows the E-DART use was also developed, the E-DART Editor. The new syntax represents, through diagrams, the natural complexities of E-LOTOS, allowing a intuitive understanding of the systems. With the use of E-DART the specifications are still validated by a FDT, without turning their creation into a complex process. In the E-DART Editor, fast creation of the specifications is achieved with mechanisms of module reuse, and with the use of advanced user interaction resources. The reuse of module diminishes the total time used in the specifications creation because it will be possible to use parts already validated of other systems. The advanced interaction resources, on the other hand, allow that designers not familiarized with E-LOTOS to be able to construct complex systems. Moreover, professionals who have experience with the FDT have direct access to textual ELOTOS code, which guarantees an easier understanding of the specifications.

Com os avanços tecnológicos, as aplicações multimídia de vídeo sob demanda (VoD) são cada vez mais utilizadas. Por ser aplicável na área comercial, na área de entretenimento e até na área educacional, vídeo sob demanda é, ou será, muito empregada em ambiente corporativo. Contudo, dados multimídia, em especial vídeo, requerem certas garantias de qualidade de serviço. O problema é como obter tais garantias em redes corporativas. Deste modo, este trabalho propõe um modelo para implementação de aplicações de vídeo sob demanda em ambientes corporativos. Sendo assim, serão apresentados os requisitos básicos do serviço, padrões e modelos, e os protocolos multimídia que podem ser aplicados no desenvolvimento do modelo e na validação, através de um protótipo. / Based on technological development, the applications of video multimedia related to video on demand (VoD) have been more and more used. Since it has been applicable to commercial, entertainment, and educational field, video on demand is, or will be, used in a corporative environment. Multimedia data, especially video, require such quality of service and guarantees, but the problem is: how to get such assurances into corporative networks. Therefore, this work proposes an implementation model for video on demand applications in corporative environments. For this reason, it will present the basic requirements of the service, as well as, it standards and models, and also multimedia protocols that can be put into effects to development of the model and to its validity through a prototype.

Devido à evolução e à crescente complexidade dos sistemas computacionais, grandes mudanças ocorreram na área de gerenciamento de redes. Os modelos tradicionais centralizados se mostraram limitados, e novos modelos de gerenciamento de redes estão sendo propostos e investigados. Neste cenário, modelos de comunicação P2P permitem a construção de ambientes dinâmicos e versáteis capazes de resolver problemas de diferentes áreas da computação, entre elas o gerenciamento de redes. O modelo P2P torna-se atrativo porque se encaixa perfeitamente no gerenciamento de redes distribuído atualmente solicitado. A partir da proposta de gerenciamento de redes usando P2P e da apresentação de um novo modelo conceitual usando essa nova perspectiva, foi desenvolvido um projeto de arquiteturas para gerenciamento baseadas em P2P, focando-se em entidades tais como peers de gerenciamento Top-Level (TLM) e Mid-Level (MLM). A fim de efetivamente concretizar o gerenciamento baseado em P2P, foram introduzidas definições de blocos básicos para sistemas de gerenciamento baseados em P2P. A integração desses blocos básicos com soluções tradicionais de gerenciamento, tal como a estrutura SNMP, também foi apresentada. Um dos conceitos centrais da arquitetura apresentada são os Serviços de Gerenciamento, que definem as tarefas básicas de gerenciamento do sistema, e foram inspirados nos conceitos de Web Services e na concepção de serviços das Arquiteturas Orientadas a Serviço (SOA). Para a avaliação desse novo modelo de gerenciamento de redes e da arquitetura associada, surgiu a necessidade do desenvolvimento de um protótipo do sistema, com o intuito de servir como uma plataforma para desenvolvimento e implantação de Serviços de Gerenciamento. Esse protótipo é usado para avaliação e análise de testes e resultados associados. Para preservar as características de disponibilidade e escalabilidade que são inerentes dos sistemas P2P, definiu-se que os Serviços de Gerenciamento devem ser disponibilizados por Grupos de MLMs, organizados de forma a fazer a distribuição de tarefas de gerenciamento entre si. Diversos modelos de distribuição de carga foram investigados, foram realizadas avaliações e gráficos comparativos, e foram estabelecidas diretrizes sobre quando e como deve ser aplicado cada modelo, de modo a alcançar sempre o melhor rendimento e a maximização do aproveitamento dos recursos disponíveis ao sistema. A avaliação realizada consistiu na execução de diversas requisições com diferentes números de MLMs usando diferentes algoritmos de distribuição de carga, e na comparação entre a vazão, os tempos de resposta e o tráfego de rede gerados pelos diferentes casos de uso. A implementação desenvolvida neste trabalho demonstrou ser promissora, apresentando resultados bastante satisfatórios com relação aos parâmetros avaliados. / Due to the increasing complexity of computer systems, deep changes have occurred in network management in the past few years. Traditional centralized models have been proved limited, and new network management models are being proposed and investigated. In this scenery, P2P communication models allow for the creation of dynamic and versatile environments, able to solve problems in various computational areas, one of them being network management. The P2P model fits perfectly in the current demands of distributed network management. Starting from the proposed P2P-based network management model, a new P2P-based network management architecture has been developed, focusing on entities like Top-Level (TLM) and Mid-Level (MLM) management peers. With the purpose of making the P2P-based network management real, new building blocks for P2P-based network management systems have been defined. In the present work, an integration of these new building blocks with traditional network management solutions - like SNMP - is presented. One of the main concepts of the proposed architecture is on Management Services, inspired by Web Services and in the service definition of Service Oriented Architectures (SOA). To evaluate this new network management model and its associated architecture, it was necessary to develop a prototype system to be used as platform for development and deployment of Management Services. This prototype was used for evaluation, testing and result analysis. To hold the characteristics of availability and scalability that are inherent to the P2P systems, the Management Services had to be served by MLM groups, organized in a way to distribute the management tasks between them. Several load distribution models were investigated, with evaluation and comparative graphics fulfilled, and some guidelines were established as to when and how each model should be applied to reach the best performance and the maximization of the computational resources available to the system. The evaluation consisted in the execution of several requests in groups with distinct MLM numbers and using distinct load distribution algorithms. Then, the response time and network traffic generated by use cases were compared. We then showed that the developed implementation of our proposal is promising, and presents good results in relation with the evaluated parameters.

Este trabalho busca o estudo da segurança em redes de computadores através da implementação de um sistema detector de intrusão embasado na captura de informações pela utilização do protocolo SNMP. Para alcançar-se a diminuição no número de falsos positivo e negativo, problema peculiar à maioria dos IDS, utiliza-se a lógica difusa para, com o auxilio dos administradores de segurança de cada rede, possibilitar a construção de um sistema detector de intrusão que melhor se adeque às características das redes monitoradas. Posteriormente, utilizando o monitoramento de uma rede de produção, avalia-se a melhora na segurança obtida com o uso do IDS implementado por esse trabalho que, atuando quase em tempo real, propicia sua adoção como mecanismo complementar à segurança de redes. / This work develops a study about Computer Network Security through the implementation of an Instruction Detection System (IDS) based on system information captured by the SNMP protocol. To reach a reduction in the number of false positive and false negative, a peculiar problem to the majority of the IDS, it is used fuzzy logic and the assistance of Network Security Administrators. Thus it is possible to build an Intrusion Detection System better adjusted to the network characteristics that must be monitored. At last, by monitoring a production network, it is evaluated the overall security improvement obtained by the IDS proposed in this work and considers its adoption as a complementary network security mechanism.

Embora firewall seja um assunto bastante discutido na área de segurança da informação, existem lacunas em termos de verificação de firewalls. Verificações de firewalls têm o intuito de garantir a correta implementação dos mecanismos de filtragem e podem ser realizadas em diferentes níveis: sintaxe das regras; conformidade com a política; e relacionamento entre as regras. Os aspectos referentes a erros de sintaxe das regras são geralmente tratados pela ferramenta de filtragem em uso. O segundo nível, no entanto, depende da existência de uma política formal e documentada, algo não encontrado na maioria das organizações, e de uma metodologia eficaz que, através da entrada da política de segurança e do conjunto de regras de firewall implementado, possa comparálas e apontar as discrepâncias lógicas entre a especificação (política) e a implementação (regras). O último, verificação dos relacionamentos entre regras, não requer qualquer documentação, uma vez que somente o conjunto de regras do firewall é necessário para a identificação de incoerências entre elas.Baseado nessas considerações, este trabalho objetivou o estudo e a definição de uma metodologia para a análise de relacionamentos entre regras, apontando erros e possíveis falhas de configuração. Três metodologias já existentes foram estudadas, analisadas e utilizadas como base inicial para uma nova metodologia que atingisse os requisitos descritos neste trabalho. Para garantir a efetividade da nova metodologia, uma ferramenta protótipo foi implementada e aplicada a três estudos de caso. / Although firewalls are a well discussed issue in the information security field, there are gaps in terms of firewall verification. Firewall verification is aimed at enforce the correct filtering mecanisms implementation and can be executed in three distinct levels: rules syntax, policy compliance and rules relationship. The aspects related to rule syntax errors are usually addressed by the filtering tool in use. However, the second level depends on the existance of a formalized and documented policy, something not usual in most organizations, and on an efficient metodology that, receiving the security policy and the firewall rules set as inputs, could compare them and point logical discrepancies between the specification (policy) and the implementation (rules set). The last level, rules relationship verification, doesn't require any previous documentation, indeed only the firewall rule set is required to conduct a process of rules incoherencies identification. Based on those considerations, this work aimed at studying and defining a methodology for analysis of rules relationships, pointing errors and possible misconfigurations. Three already existent methodologies were studied, analyzed and used as a initial foundation to a new methodology that achieve the requirements described in this work. To assure the effectivity of the new methodology, a prototype tool were implemented and applied to three case studies.

Este trabalho tem como objetivo o estudo da tecnologia VoIP (Voz sobre IP) e a sua aplicação em redes corporativas, enfocando o planejamento de capacidade da rede de dados para absorver serviços VoIP. Serão apresentados tópicos sobre a fundamentação teórica de VoIP (Voz sobre IP), os requisitos de arquitetura de rede e QoS (Qualidade de Serviço) exigidos pelo serviço. Mostra-se também como a metodologia para planejamento de capacidade usado em telefonia convencional pode ser adaptada aos serviços VoIP em uma rede corporativa. Foi aplicada a metodologia adaptada através de um estudo de caso em uma rede corporativa real. / This work has as objective the study of capacity planning in corporate networks for the implementation of VoIP (Voice over IP) services. We will presents topics about the theorical background of VoIP, the requirements of architecture of network and QoS (Quality of Service) demanded by the service. It will also reveal how the methodology used for planning capacity in conventional telephony, could be adjusted to the VoIP services in a corporate network. The adjusted methodology was applied in a real corporate network.

A necessidade de suportar serviços multimídia impulsiona o desenvolvimento das redes sem fio. Com isso, torna-se importante fornecer confiabilidade na transmissão de dados em um ambiente sujeito a variações espaciais, temporais e de freqüência, causadas por fenômenos físicos que, geralmente, causam erros nos dados transmitidos. Esses erros são basicamente de dois tipos: erros em rajada e erros aleatórios (Additive White Gaussian Noise - AWGN). Simular o comportamento dos canais sem fio afetados por erros é objeto de pesquisa há diversos anos. Entretanto, grande parte das pesquisas não considera a aplicação dos dois tipos de erros simultaneamente, o que pode gerar imprecisões nos resultados das simulações. Sendo assim, este trabalho propõe um injetor capaz de gerar tanto seqüências de erros em rajada quanto AWGN, além de propor um modelo de erros híbrido que considera a injeção de ambos os tipos de erros para simular o comportamento de um canal sem fio. O injetor de erros proposto é empregado em um estudo de caso referente à análise de desempenho do mecanismo de codificação de canal em redes que seguem o padrão IEEE 802.16, tanto nomádicas (fixas) quanto móveis. É avaliada a capacidade de correção dos codificadores Forward Error Correction (FEC), de emprego obrigatório de acordo com o referido padrão. Além disso, estuda-se o impacto causado pela aplicação de técnicas que consistem na adição de diversidade temporal à transmissão, em cenários cuja ocorrência dos erros é em rajada, e em cenários cujos erros são modelados de acordo com seqüências AWGN. Finalmente, realiza-se um estudo teórico sobre a vazão que pode ser atingida nos cenários nomádicos e móveis, além de uma discussão sobre os avanços tecnológicos trazidos pela multiplexação de canal baseada em Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA), empregado em redes IEEE 802.16 móveis. / The demand for providing multimedia services is increasing the development of wireless networks. Therefore, an important issue is to guarantee correct transmissions over channels that are affected by time and frequency variant conditions caused by physical impairments that lead to the occurrence of errors during the transmission. These errors are basically of two types: burst errors and random errors, typically modeled as Additive White Gaussian Noise (AWGN). Simulating the behavior of wireless channels affected by physical impairments has been subject of several investigations in the past years. Nevertheless, part of the current researches does not consider the occurrence of both errors at the same time. This approach may lead to imprecisions on the results obtained through simulations. This work proposea an error sequence generator which is able of generating both burst and AWGN error models. Moreover, the proposed model can generate hybrid errors sequences composed of both error types simultaneously. The proposed error sequence generator is applied to a case study that aims to evaluate the performance of the channel encoder of nomadic (fixed) and mobile IEEE 802.16 networks. In this context, we evaluate the error correction capability of FEC encoders which are mandatory according to IEEE 802.16 standard. Furthermore, we study the impact caused by the application of time diversity techniques on the transmission, considering scenarios affected by burst errors and AWGN. We also present a study about the theoretical throughput that can be reached by nomadic and mobile technologies. Finally, we discuss the technological advances brought by Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) channel multiplexing technique, which is employed in IEEE 802.16 mobile networks.

O processo de dimensionar redes de comunicação tem sido um desafio para pesquisadores e projetistas. A partir da especificação, passando pela operação, controle e gerenciamento de redes, as estimativas de comportamento do desempenho são úteis para o dimensionamento adequado dos equipamentos. O detalhamento e precisão na capacidade de avaliar o impacto de carga futura melhoram as chances de prever dificuldades em atingir metas de serviços. Com redes de banda larga, como ATM, não tem sido diferente. Pela sua concepção de oferecer garantia de qualidade para serviços com diferentes requisitos, ATM se empenha em evitar a sobrecarga da rede. De início, essa premissa é preservada naturalmente através da restrição da quantidade e tipo de conexões ingressas na rede. Portanto, a adequação dos recursos que compõem a estrutura de uma rede ATM determina o grau de disponibilidade em atender certa quantidade de serviços. A pergunta que desejamos responder é: como estimar com precisão a quantidade de serviço suportada por determinada rede ATM? O limite da rede é alcançado quando os recursos disponíveis são menores que os recursos necessários à carga de serviço. Com o emprego cada vez maior de ATM por empresas de telecomunicações, conhecer o limite da rede é estar ciente da potencialidade de negócios sem comprometimento da qualidade. É poder prever expansões evitando bloqueio de novos serviços. O processo de dimensionamento de capacidade de uma rede ATM revela a quantidade de recursos necessários para suportar determinada carga de serviço. Quando os recursos necessários forem maiores que os recursos disponíveis, o limite da rede foi alcançado. Nesse caso, são duas as possibilidades para o equilíbrio: aumentar os recursos da rede ou diminuir a carga de serviço desejado. Esta dissertação propõe um método para dimensionamento dos recursos de uma rede ATM. A principal técnica empregada no método é a simulação do comportamento de tráfego sobre comutadores ATM. Para determinada carga de tráfego são executadas diferentes simulações variando os recursos disponíveis dentro de parâmetros prováveis. As seguintes medidas de desempenho são obtidas nas simulações como resultados estatísticos médios: razão de perda de células (CLR), atraso de transferência de células (CTD) e variação do atraso de células (CDV). Conhecendo o desempenho desejado (QoS) pela carga de serviço, o método pode determinar a quantidade necessária de recursos que satisfazem os requisitos de QoS. A ferramenta escolhida para implementar o modelo foi o simulador orientado a eventos ATM/HFC do National Institute of Standards and Technology (NIST). O simulador é composto por diferentes modelos de elementos, cada qual com seus atributos, que podem ser combinados para caracterizar determinadas configurações de rede que se deseja avaliar. Os elementos podem ser desde representações de tipos de comutadores ATM até diferentes técnicas de controle de tráfego a serem utilizadas na simulação. A carga de serviço na simulação é provida por elementos modeladores que caracterizam diferentes tipos de aplicações geradoras de tráfego, permitindo arranjos de serviços CBR, VBR, ABR e UBR através de seus respectivos parâmetros descritores. A validação do método é efetuada através da comparação dos resultados obtidos com outro trabalho similar desenvolvido utilizando simulação. / The process of planning communication networks has been a challenge for researchers and designers. From the specification, through the operation, control and management of networks, the behavior performance estimates are useful for the adequate equipment dimensioning. The detailing and accuracy in the capacity to evaluate the future load impact increase the possibilities to forecast difficulties in reaching goals of services. With broadband networks, as ATM, it has not been different. ATM efforts in preventing network overload by its conception to offer quality guarantee for services with different requirements. From beginning, this premise is naturally preserved through restriction of the amount and type of connections that can enter the network. Therefore, the adequacy of the resources that compose the ATM network structure determines the degree of availability in attending certain amount of services. The question that we wish to answer is: how can we estimate accurately the amount of services supported by specific ATM network? The limit of the network is reached when the available resources are below the necessary resources to service load. With the higher use of ATM for telecommunications companies, to know the limit of network is to be aware of the potentiality without damage to the quality. It's to be able to forecast expansions to prevent new services blocking. The capacity planning process of an ATM network shows the amount of resources needed to support a specific workload. When the resource need is greater than the available resource, the network limit has been reached. In this case, there are two possibilities to reach balance: increase the network resources or lower the load of desired service. This work is about a method for ATM network resources dimensioning. The main technique used in the method is the traffic behavior simulation over ATM switches. For specific workload, different simulations are executed and they vary according to the resources available inside the probable parameters. The following measures of performance are gotten in the simulations as average statistics results: cell loss ratio (CLR), cell transfer delay (CTD) and cell delay variation (CDV). Knowing the workload desired performance (QoS), the method can determine the necessary amount of resources that will satisfy the QoS requirements. The chosen tool to implement the model was the event driven simulator ATM/HFC of the National Institute of Standards and Technology (NIST). The simulator is made up of different models of elements, each one with its attributes, which can be combined to characterize specific network configurations that are to be evaluated. The elements can range from representations of types of ATM switches to different techniques of traffic management to be used in the simulation. The workload in the simulation is provided by modeler elements that characterize different types of traffic generator applications, allowing sets of CBR, VBR, ABR and UBR services through their respective traffic parameters. The method validation is carried out through the matching of the results gotten with other similar work developed using simulation.