Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T21:12:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marco Rogério da Silva Pantoja.pdf: 1263299 bytes, checksum: d32ca78b44dc72ed6820a51dab12d851 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T17:24:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marco Rogério da Silva Pantoja.pdf: 1263299 bytes, checksum: d32ca78b44dc72ed6820a51dab12d851 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marco Rogério da Silva Pantoja.pdf: 1263299 bytes, checksum: d32ca78b44dc72ed6820a51dab12d851 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Aplicações de tempo real, como Voice over Internet Protocol (VoIP), possuem restrições em relação ao desempenho pelo fato de não tolerarem alto percentual de perda de pacotes ou atrasos. Taxas elevadas de atraso dos pacotes tendem a prejudicar na qualidade de chamada e na experiência do usuário com o serviço. Alguns trabalhos têm buscado avaliar e propor soluções com ambientes que ofereçam uma melhoria para esse tipo de serviço, principalmente com a implementação de Quality of Service (QoS) ou o isolamento do tráfego VoIP dos demais serviços da rede. Algumas tecnologias e soluções são utilizadas para prover isolamento de tráfego na rede. Uma solução tem crescido nos últimos anos, ganhando investimentos de grandes empresas e sendo foco de pesquisas é a tecnologia de virtualização de rede com complementação de Software Defined Networking (SDN). Virtualização de rede visa proporcionar melhorias no desempenho e gerenciamento das redes, trazendo novas funcionalidades, como flexibilidade, escalabilidade, redução de custo e possibilidade de dividir uma infraestrutura física em várias redes virtuais isoladas e independentes. A possibilidade de ter redes virtuais isoladas permite que o tráfego VoIP possa ser executado sem sofrer interferência dos demais tráfegos da rede. O objetivo do trabalho é avaliar o desempenho de um serviço VoIP executado sobre uma infraestrutura de rede virtualizada, estimando métricas consideradas importantes para determinar a qualidade do serviço, como atraso e jitter, bem como medir o consumo de recurso de CPU dos controladores SDN que fazem parte do ambiente proposto. Para realizar a medição foi implementado um ambiente real para os experimentos, visando alcançar resultados mais confiáveis. Os experimentos foram baseados em um Design of Experiments (DoE) com cargas de trabalho de 50, 100, 500 e 1000 chamadas simultâneas, a fim de testar o quanto a rede suportaria tal tráfego sem que o serviço sofresse com a perda de desempenho. Para a geração das cargas de trabalho adotou-se a ferramenta SIPp, capaz de gerar pacotes Session Initiation Protocol (SIP) e Real-time Transport Protocol (RTP) em alta escala. Os resultados experimentais demonstram que SDN e virtualização de rede não interferem significativamente no desempenho do serviço VoIP. Além disso, a tecnologia proporciona benefícios adicionais, como o isolamento do tráfego VoIP, de forma que esse pudesse coexistir com outros tráfegos sem sofrer qualquer tipo de interferência. / Real-time applications, such as Voice over Internet Protocol (VoIP), have performance restrictions because they do not tolerate a high percentage of packet loss or delays. High packet delay rates tend to detract from call quality and user experience with the service. Some studies have tried to evaluate and propose solutions with environments that offer an improvement for this type of service, mainly with the implementation of Quality of Service (QoS) or the isolation of VoIP traffic from other network services. Software Defined Networking (SDN) has been growing in recent years, receiving investment from large companies and being the focus of research. Network virtualization aims to provide improvements in network performance and management, bringing new functionalities such as flexibility, scalability, cost reduction and the possibility of dividing a physical infrastructure into several isolated and independent virtual networks. The possibility of having isolated virtual networks allows VoIP traffic to be executed without interference from other network traffic. The objective of this work is to evaluate the performance of a VoIP service running on a virtualized network infrastructure, estimating metrics considered important for determining service quality, such as delay and jitter, as well as measuring the CPU resource consumption of the SDN controllers that make Part of the proposed environment. To perform the measurement, a real environment was implemented for the experiments, aiming to achieve more reliable results. The experiments were based on a Design of Experiments (DoE) with workloads of 50, 100, 500 and 1000 concurrent calls in order to test how much the network would support such traffic without the service suffering from loss of performance. For the generation of the workloads, the SIPp tool was adopted, capable of generating SIP (Session Initiation Protocol) and RTP (Real-time Transport Protocol) packages in high scale. Experimental results based on Xen Server demonstrate that SDN and network virtualization do not significantly interfere with the performance of the VoIP service. In addition, the technology provides additional benefits such as isolation of VoIP traffic so that it can coexist with other traffic without suffering Interference.

Orientadores: Eduardo Cândido Xavier, Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T12:31:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IgorRosbergdeMedeiros_M.pdf: 1354578 bytes, checksum: 029116a11f51931ed73b6b4b5c6d6ff9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Virtualização de Redes tem recebido recentemente atenção da comunidade científica, uma vez que ela provê mecanismos para lidar com o problema da ossificação da atual arquitetura da Internet. Através da decomposição de Provedores de Serviço de Internet em Provedores de Infraestrutura e Provedores de Serviço, a Virtualização de Redes permite que várias redes virtuais heterogêneas compartilhem o mesmo substrato físico. Um dos principais problemas relacionados à Virtualização de Redes é o Problema do Mapeamento de Redes Virtuais no substrato, que é NP-Difícil. Muitos algoritmos e heurísticas para encontrar bons mapeamentos, de modo a otimizar o uso da banda passante na rede física, têm sido propostos. Neste trabalho, apresentam-se dois novos algoritmos baseados na metaheurística Busca Tabu, o VNE-TS e o VNE-TS-Clustering. Propõe-se também um algoritmo de seleção de redes virtuais, o 2ks-VN-Selector, que se baseia no Problema da Mochila Bidimensional, cujo objetivo é aumentar o rendimento em Provedores de Infraestrutura. Os resultados obtidos pelos uso das heurísticas VNE-TS e VNE-TS-Clustering, são comparandos com os resultados obtidos pelo algoritmo VNE-PSO,uma das melhores heurísticas de mapeamento proposta na literatura para o Problema do Mapeamento de Redes Virtuais. São comparados, também, os resultados da política de seleção 2ks-VN-Selector com os obtidos pela política Most Prize First. Resultados mostram tanto VNE-TS quanto VNE-TS-Clustering rejeitam menos requisições do que o VNE-PSO e que o algoritmo de seleção 2ks-VN-Selector é capaz de aumentar o rendimento de Provedores de Infraestrutura em relação ao algoritmo Most Prize First / Abstract: In recent years, network virtualization has gained considerable attention from the scientific community, since it provides mechanisms to overcome the ossification problem of the current Internet architecture. Through separation of Internet Service Providers into Infrastructure Providers and Service Providers, network virtualization allows multiple heterogeneous virtual networks to share the same physical substrate. One of the main problems regarding network virtualization is the Network Embedding Problem, which is NP-Hard. Several algorithms and heuristics to find a set of good mappings that optimize the use of the bandwidth in substrate networks have been proposed. In this work, we present two new embedding heuristics based on the Tabu Search metaheuristic: the VNE-TS and VNE-TS-Clustering. We also propose a virtual network selection policy, the 2ks-VN-Selector, based on the Bidimensional Knapsack Problem, which aims to increase the profit of Infrastructure Providers. We compare the results obtained by using the VNE-TS and VNE-TS-Clustering heuristics, to those obtained by using the VNE-PSO, one of the best heuristics proposed in the literature for the Embedding Problem. We also compare the effects of the 2ks-VN-Selector with those obtained by using another well known selection policy: Most Prize First. Results show that both VNE-TS and VNE-TS-Clustering reject less virtual network requests than VNE-PSO and that the selection algorithm 2ks-VN-Selector is able to increase the profit of Infrastructure Providers when compared to the Most Prize First algorithm / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Network virtualization has been a quite active research area in the last years, aiming to tackle the increasing demand for high performance and secure communication in cloud infrastructures. In special, such research eforts have led to security solutions focused on improving isolation among multiple tenant of public clouds, an issue recognized as critical both by the academic community and by the technology Industry. More recently, the advent of Software-Defined Networks (SDN) and of Network Function Virtualization (NFV) introduced new concepts and techniques for addressing issues related to the isolation of network resources in multi-tenant clouds while improving network manageability and flexibility. Similarly, hardware technologies such as Single Root I/O Virtualization (SR-IOV) enable network isolation in the hardware level while improving performance in physical and virtual networks. Aiming to provide a cloud network environment that effciently tackles multi-tenant isolation, we present three complementary strategies for addressing the isolation of resources in cloud networks. These strategies are then applied in the evaluation of existing network virtualization architectures, exposing the security gaps associated to current technologies, and paving the path for novel solutions. We then propose a security architecture that builds upon the strategies presented, as well as upon SDN, NFV and SR-IOV technologies, to implement secure cloud network domains. The theoretical and experimental analyses of the resulting architecture show a considerable reduction of the attack surface in tenant networks, with a small impact over tenants\' intra-domain and inter-domain communication performance. / Virtualização de redes é uma área de pesquisa que tem ganho bastante atenção nos últimos anos, motivada pela necessidade de se implementar sistemas de comunicação seguros e de alta performance em infraestruturas de computação em nuvem. Em particular, os esforços de pesquisa nesta área têm levado ao desenvolvimento de soluções de segurança que visam aprimorar o isolamento entre os múltiplos inquilinos de sistemas de computação em nuvem públicos, uma demanda reconhecidamente crítica tanto pela comunidade acadêmica quanto pela indústria de tecnologia. Mais recentemente, o advento das Redes Definidas por Software (do inglês Software-Defined Networks - SDN) e da Virtualização de Funções de Rede (do inglês Network Function Virtualization - NFV) introduziu novos conceitos e técnicas que podem ser utilizadas para abordar questões de isolamento de redes virtualizadas em sistemas de computação em nuvem com múltiplos inquilinos, enquanto aprimoram a capacidade de gerenciamento e a flexibilidade de suas redes. Similarmente, tecnologias de virtualização assistida por hardware como Single Root I/O Virtualization - SR-IOV permitem a implementação do isolamento de recursos de hardware, melhorando o desempenho de redes físicas e virtualizadas. Com o intuito de implementar uma solução de virtualização de redes que aborda de maneira eficiente o problema de isolamento entre múltiplos inquilinos, nós apresentamos três estratégias complementares para o isolamento de recursos de rede em sistemas computação em nuvem. As estratégias apresentadas são então aplicadas na avaliação de arquiteturas de virtualização de rede existentes, revelando lacunas de segurança associadas às tecnologias utilizadas atualmente, e abrindo caminho para o desenvolvimento de novas soluções. Nós então propomos uma arquitetura de segurança que utiliza as estratégias apresentadas, e tecnologias como SDN, NFV e SR-IOV, para implementar domínios de rede seguros. As análises teórica e experimental da arquitetura proposta mostram considerável redução das superfícies de ataque em redes virtualizadas, com um pequeno impacto sobre o desempenho da comunicação entre máquinas virtuais de inquilinos da nuvem.

Network virtualization has been a quite active research area in the last years, aiming to tackle the increasing demand for high performance and secure communication in cloud infrastructures. In special, such research eforts have led to security solutions focused on improving isolation among multiple tenant of public clouds, an issue recognized as critical both by the academic community and by the technology Industry. More recently, the advent of Software-Defined Networks (SDN) and of Network Function Virtualization (NFV) introduced new concepts and techniques for addressing issues related to the isolation of network resources in multi-tenant clouds while improving network manageability and flexibility. Similarly, hardware technologies such as Single Root I/O Virtualization (SR-IOV) enable network isolation in the hardware level while improving performance in physical and virtual networks. Aiming to provide a cloud network environment that effciently tackles multi-tenant isolation, we present three complementary strategies for addressing the isolation of resources in cloud networks. These strategies are then applied in the evaluation of existing network virtualization architectures, exposing the security gaps associated to current technologies, and paving the path for novel solutions. We then propose a security architecture that builds upon the strategies presented, as well as upon SDN, NFV and SR-IOV technologies, to implement secure cloud network domains. The theoretical and experimental analyses of the resulting architecture show a considerable reduction of the attack surface in tenant networks, with a small impact over tenants\' intra-domain and inter-domain communication performance. / Virtualização de redes é uma área de pesquisa que tem ganho bastante atenção nos últimos anos, motivada pela necessidade de se implementar sistemas de comunicação seguros e de alta performance em infraestruturas de computação em nuvem. Em particular, os esforços de pesquisa nesta área têm levado ao desenvolvimento de soluções de segurança que visam aprimorar o isolamento entre os múltiplos inquilinos de sistemas de computação em nuvem públicos, uma demanda reconhecidamente crítica tanto pela comunidade acadêmica quanto pela indústria de tecnologia. Mais recentemente, o advento das Redes Definidas por Software (do inglês Software-Defined Networks - SDN) e da Virtualização de Funções de Rede (do inglês Network Function Virtualization - NFV) introduziu novos conceitos e técnicas que podem ser utilizadas para abordar questões de isolamento de redes virtualizadas em sistemas de computação em nuvem com múltiplos inquilinos, enquanto aprimoram a capacidade de gerenciamento e a flexibilidade de suas redes. Similarmente, tecnologias de virtualização assistida por hardware como Single Root I/O Virtualization - SR-IOV permitem a implementação do isolamento de recursos de hardware, melhorando o desempenho de redes físicas e virtualizadas. Com o intuito de implementar uma solução de virtualização de redes que aborda de maneira eficiente o problema de isolamento entre múltiplos inquilinos, nós apresentamos três estratégias complementares para o isolamento de recursos de rede em sistemas computação em nuvem. As estratégias apresentadas são então aplicadas na avaliação de arquiteturas de virtualização de rede existentes, revelando lacunas de segurança associadas às tecnologias utilizadas atualmente, e abrindo caminho para o desenvolvimento de novas soluções. Nós então propomos uma arquitetura de segurança que utiliza as estratégias apresentadas, e tecnologias como SDN, NFV e SR-IOV, para implementar domínios de rede seguros. As análises teórica e experimental da arquitetura proposta mostram considerável redução das superfícies de ataque em redes virtualizadas, com um pequeno impacto sobre o desempenho da comunicação entre máquinas virtuais de inquilinos da nuvem.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-10T14:04:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertaçao Edson Adriano Avelar.pdf: 6960345 bytes, checksum: 5d86f99ab1fc8ac8ac5b540172fe0827 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T14:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertaçao Edson Adriano Avelar.pdf: 6960345 bytes, checksum: 5d86f99ab1fc8ac8ac5b540172fe0827 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Apesar do enorme sucesso da Internet, a comunidade científica tem apontado dificuldades em promover inovação e buscar soluções para os novos desafios nas redes tradicionais, tais como a mobilidade, qualidade de serviço (QoS) e qualidade de experiência (QoE). Atualmente, os requisitos para usuários móveis e aplicações multimídia são incorporados nas redes, mas com limitações, através de constantes incrementos/remendos na pilha TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Assim, a pesquisa sobre arquitetura para Internet do Futuro (FI) chegou a um impasse, ao qual convencionou-se denominar de engessamento da Internet. Com a proliferação de smartphones, tablets e uma infinidade de dispositivos/sensores conectados à Internet, embarcados em veículos (carros, ônibus etc.) ou robôs (por exemplo, para monitoramento ambiental, de tráfego e energia, além da segurança dos cidadãos), há necessidade de um gerenciamento de mobilidade eficiente e escalável, a fim de garantir tanto a obtenção das informações coletadas por objetos/sensores móveis conectados às redes sem fio nas futuras cidades inteligentes, quanto para permitir a continuidade do serviço para usuários móveis. Nas pesquisas sobre arquiteturas para Internet do Futuro, a academia e a indústria estão apostando nas redes definidas por software (SDN/Software-Defined Networks) e, particularmente, na plataforma OpenFlow. Essas tecnologias surgem para auxiliar nas soluções dos problemas supracitados e são alvo de muitas pesquisas em arquiteturas para Internet do Futuro. Na filosofia SDN, o plano de controle é separado do plano de dados dentro dos comutadores, fornecendo, desta forma, programabilidade e flexibilidade para as redes, e permitindo extensão e inovação. No entanto, ainda não há uma solução consolidada para mobilidade do terminal em arquiteturas SDN. Esta dissertação propõe e avalia uma nova arquitetura de gerenciamento de mobilidade baseada em SDN para a Internet do Futuro. A proposta é implementada em um testbed OpenFlow/802.11(Wi-Fi). Além disso, a fim de proporcionar mobilidade transparente (seamless), é desenvolvido um mecanismo de decisão de handover (mudança de ponto de acesso) baseado na lógica fuzzy. Os resultados de desempenho demonstram a eficácia da proposta no fornecimento de mobilidade transparente e continuidade de serviço ao usuário, bem como o suporte adequado para os requisitos de tráfego de vídeo em termos de métricas de QoS/QoE.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-10T19:35:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-10T19:42:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T19:42:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Victor Antônio Ribeiro de Lira Cavalcanti.pdf: 3376876 bytes, checksum: f248afb33bde4460b94c42271f85e3c8 (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / A Internet possui um papel vital na sociedade atual, possibilitando a existência de aplicações e serviços em diferentes áreas, como saúde, entretenimento, educação e segurança. Entretanto, apesar da Internet ter evoluído consideravelmente em aspectos como velocidade e capacidade, inovações arquiteturais necessárias, por exemplo, para melhor suporte à mobilidade, sofrem resistência em virtude de sua estrutura atual. Nesse contexto, a virtualização de redes de computadores é uma abordagem promissora para resolver o problema atual de ossificação da Internet. Um grande desafio associado a esse conceito é o mapeamento das redes virtuais, devido à natureza NP-difícil do problema. Com isso, diversas heurísticas têm sido propostas com o objetivo de alcançar alocações eficientes. Contudo, apesar de as abordagens existentes aperfeiçoarem métricas de desempenho, como o custo e a taxa de aceitação das requisições, questões de dependabilidade não são consideradas no mapeamento. Dependabilidade envolve métricas como confiabilidade e disponibilidade, as quais impactam diretamente a qualidade do serviço. Logo, tais métricas são de grande importância e devem ser consideradas na formulação de problemas de otimização para alocação de redes virtuais. Este trabalho propõe um algoritmo baseado na metaheurística GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure) para o mapeamento de redes virtuais confiáveis. Políticas de redundância são consideradas na alocação para satisfazer requisições de redes virtuais com restrições de alta disponibilidade. Além disso, é proposta uma abordagem hierárquica e heterogênea, com modelos formais em redes de Petri estocásticas (SPN) e diagramas de bloco de confiabilidade (RBD) para representar e avaliar disponibilidade das redes virtuais. Esses modelos são gerados e avaliados automaticamente pela ferramenta Mercury, ao longo do processo de mapeamento. Estudos de caso são propostos para demonstrar a aplicabilidade dos modelos e algoritmo adotados. Os resultados experimentais demonstram o impacto da adoção de questões de dependabilidade na alocação, bem como a relação entre a disponibilidade e o custo das redes virtuais.

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:43:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezBrljevich_Esteban_M.pdf: 2281259 bytes, checksum: 12557ac80a34c2bff2547f1f2aff1eaa (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A virtualização de redes é uma tecnologia promissora para a Internet do futuro, já que facilita a implementação de novos protocolos e aplicações sem a necessidade de alterar o núcleo da rede. Um passo chave para instanciar redes virtuais é a alocação de recursos físicos para elementos virtuais (roteadores e enlaces). A fim de contribuir para o esforço global de poupança de energia, a escolha de recursos físicos para instanciar uma rede virtual deveria minimizar o consumo de energia rede. No entanto, esta não é uma tarefa trivial, já que requerimentos de QoS devem ser atingidos. A busca da solução ótima deste problema é NP-difícil. O mapeamento de redes virtuais em substratos de rede físicos em cenários de alocaç?o e desalocaç?o de redes virtuais pode não levar a um consumo mínimo de energia devido à dinâmica das atribuições dos elementos virtuais previamente alocados. Tal dinâmica pode levar à subutilização da rede substrato. Para reduzir os efeitos negativos desta dinâmica, técnicas tais como a migração de redes virtuais em tempo real podem ser empregadas para rearranjar as redes virtuais previamente mapeadas para poupar energia. Esta dissertação apresenta um conjunto de novos algoritmos para o mapeamento de redes virtuais em substratos de rede com o objetivo de reduzir o consumo de energia. Além disso, dois novos algoritmos são propostos para a migração dos roteadores e enlaces virtuais para reduzir o número de roteadores e amplificadores ópticos requeridos. Os resultados obtidos por simulação mostram a eficácia dos algoritmos propostos / Abstract: Network virtualization is a promising technology for the Internet of the Future since it facilitates the deployment of new protocols and applications without the need of changing the core of the network. A key step to instantiate virtual networks is the allocation of physical resources to virtual elements (routers and links). In order to contribute to the global effort of saving energy, choice of physical resources to instantiate a virtual network needs to minimize the network energy consumption. However, this is not a trivial task, since the QoS of the application requirements has to be supported. Indeed, the search for the optimal solution of this problem is NP-hard. The mapping of virtual networks on network substrates at the arrival time of requests to the establishment of virtual networks may not lead to a global minimum energy consumption of energy due to the dynamic allocations and deallocations of virtual networks. Actually, such dynamics can lead to the underutilization of the network substrate. To mitigate the negative effect of this dynamics, techniques such as live migration can be employed to rearrange already mapped virtual networks to achieve energy savings. This dissertation presents a set of new algorithms for the mapping of virtual networks on network substrates aiming to reduce energy consumption. Additionally, two new algorithms are proposed for the migration of virtual routers and links to reduce the number of powered routers and optical amplifiers. Results derived by simulation show the efficacy of the proposed algorithms / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alkmim_GustavoPrado_M.pdf: 588888 bytes, checksum: 595d027838b31a65d91822b3b1ce04e6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A virtualização de redes é uma tecnologia promissora para ser utilizada como base na Internet do futuro, pois permite a introdução de novas funcionalidades nos elementos da rede a baixo custo. Uma das questões em virtualização de redes é como realizar o mapeamento eficiente de redes virtuais em substratos de redes, que é um problema de mapeamento é NP-Difícil. As soluções existentes na literatura ignoram várias características essenciais para ambientes reais a fim de que o problema possa ser resolvido em um intervalo de tempo razoável. Na presente dissertação, propõem-se oito algoritmos baseados em programação linear inteira 0-1 para resolver o problema de mapeamento que consideram diversas características realistas que não são incluídas em outras modelagens existentes. Seis dos algoritmos minimizam a largura de banda alocada e dois dos algoritmos minimizam o consumo de energia no substrato. Os algoritmos aproximativos propostos são capazes de determinar o mapeamento de redes virtuais em substratos de grande porte em poucos segundos e de encontrar soluções com qualidade, o que possibilita a adoção dos mesmos em mecanismos de controle de admissão em tempo real / Abstract: Network virtualization is a promising technology to be employed in the future Internet, since it allows the introduction of new functionalities in network elements at low cost. One of the open questions in network virtualization is how to perform an efficient mapping of virtual networks in the substrate, which is NP-Hard problem. Existing solutions in the literature ignore several characteristics of real-world environments in order to solve the problem in a reasonable time frame. This paper introduces eight algorithms to solve the mapping problem that are based on 0-1 integer linear programming. One of the main contribution is the consideration of realistic assumptions to the problem that are not considered by others in the literature. Six algorithms minimize the allocated bandwidth and the two others minimize the power consumption in the substrate. The proposed approximative algorithms can map virtual networks in large substrates in few seconds and they find accurate solutions, which make them adequate to be employed in real-time admission control / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T03:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SoaresJunior_MiltonAparecido_M.pdf: 2099044 bytes, checksum: 9429a525b941834e987d70cb3b26c2fc (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Apesar do seu sucesso, a arquitetura atual da Internet _e uma fonte de vários problemas para as aplicações atuais e as demandas futuras. A virtualização da infraestrutura da rede é proposta como alternativa para solucionar esses problemas sem a necessidade de alterar o núcleo da Internet, pois ela habilita o pluralismo de arquiteturas de rede. Neste trabalho, foi desenvolvida uma arquitetura de gerência autonômica de redes virtuais baseada em sistemas multiagentes. Um protótipo que realiza a função de autocura de redes virtuais foi implementado a partir dessa arquitetura. Novos algoritmos e mecanismos foram desenvolvidos para melhorar a eficiência do protótipo. Foi realizado, também, um estudo de caso sobre a gerência de redes virtuais que leva em consideração os requisitos das aplicações que estão sendo executadas em uma nuvem. Uma plataforma de experimentação baseada em máquinas virtuais e no OpenFlow foi criada para a execução dos experimentos. Tanto o protótipo quanto a plataforma de experimentação integram ferramentas atuais criando uma única solução para a gerência de redes virtuais. Os resultados apresentados contribuem para aproximar a virtualização de redes e a gerência autonômica da realidade / Abstract: Despite its success, the current architecture of the Internet is a source of many problems for current applications and future demands. The virtualization of network infrastructure is proposed as an alternative to solve these problems without the need to change the core of the Internet, as it enables the network architecture pluralism. We have developed architecture for autonomic management of virtual networks based on multi-agent systems. Based on this architecture, we implemented a prototype that performs the function of self-healing virtual networks. New algorithms and mechanisms have been developed to improve the efficiency of the prototype. A case study on the management of virtual networks that takes into consideration the requirements of the applications that are running on a cloud is also presented. For the execution of the experiments was created an experimentation platform based on virtual machines and on OpenFlow. The prototype and the platform integrate current tools creating a single solution for management of virtual networks. The results contributed to bring network virtualization and autonomic management closer to reality / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T08:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_MarcosAntoniode_D.pdf: 7263131 bytes, checksum: fad0f39a012c338503de664fbec8fe8c (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Esta tese apresenta uma proposta de arquitetura para controle de redes ópticas de transporte que utiliza o paradigma de redes definidas por software, com suporte a operação autonômica com base em políticas. A arquitetura é constituída pelos seguintes pilares: (i) modelagem dos elementos de rede, incluindo suas interconexões, restrições, capacidades, entre outros, utilizando a linguagem YANG; (ii) composição dos modelos dos elementos de rede e suas relações em um modelo que representa a rede, suportando transformações para representação da rede como grafos de propriedades; e (iii) um modelo de políticas baseado em objetos associados ao grafo de propriedades da rede que viabiliza a operação autonômica do controlador. A proposta foi validada através de provas de conceito realizadas por simulações, protótipos e experimentos, incluindo casos de uso de segmentação e virtualização da rede óptica de transporte, aplicações SDN para ajuste de parâmetros operacionais da rede com base em políticas, bem como a operação autônoma do controlador SDN com auxílio de ferramentas de simulação com rotinas de planejamento automatizado / Abstract: This thesis proposes an architecture for optical transport networks control, using the software defined networking paradigm, with support for policy-based autonomic operation. The architecture is composed of three pillars: (i) modeling of network elements, its interconnections, constraints and capabilities using the YANG language; (ii) composition of the network element models and its interconnections forming a network model, supporting transformations for representing the network as property graphs; and (iii) a policy model based on objects associated to the network graph designed for allowing autonomic operation of the network controller. The proposal has been validated through a set of proofs of concept performed via simulations, prototypes and experiments, including use cases for optical transport network slicing and virtualization, SDN applications for policy-based operational parameters adjustment, and autonomic operation of the SDN controller assisted by simulation tools with routines for automated planning / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica