abstract: Cloud computing is regarded as one of the most revolutionary technologies in the past decades. It provides scalable, flexible and secure resource provisioning services, which is also the reason why users prefer to migrate their locally processing workloads onto remote clouds. Besides commercial cloud system (i.e., Amazon EC2), ProtoGENI and PlanetLab have further improved the current Internet-based resource provisioning system by allowing end users to construct a virtual networking environment. By archiving the similar goal but with more flexible and efficient performance, I present the design and implementation of MobiCloud that is a geo-distributed mobile cloud computing platform, and G-PLaNE that focuses on how to construct the virtual networking environment upon the self-designed resource provisioning system consisting of multiple geo-distributed clusters. Furthermore, I conduct a comprehensive study to layout existing Mobile Cloud Computing (MCC) service models and corresponding representative related work. A new user-centric mobile cloud computing service model is proposed to advance the existing mobile cloud computing research. After building the MobiCloud, G-PLaNE and studying the MCC model, I have been using Software Defined Networking (SDN) approaches to enhance the system security in the cloud virtual networking environment. I present an OpenFlow based IPS solution called SDNIPS that includes a new IPS architecture based on Open vSwitch (OVS) in the cloud software-based networking environment. It is enabled with elasticity service provisioning and Network Reconfiguration (NR) features based on POX controller. Finally, SDNIPS demonstrates the feasibility and shows more efficiency than traditional approaches through a thorough evaluation. At last, I propose an OpenFlow-based defensive module composition framework called CloudArmour that is able to perform query, aggregation, analysis, and control function over distributed OpenFlow-enabled devices. I propose several modules and use the DDoS attack as an example to illustrate how to composite the comprehensive defensive solution based on CloudArmour framework. I introduce total 20 Python-based CloudArmour APIs. Finally, evaluation results prove the feasibility and efficiency of CloudArmour framework. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Computer Science 2014

abstract: Access Networks provide the backbone to the Internet connecting the end-users to the core network thus forming the most important segment for connectivity. Access Networks have multiple physical layer medium ranging from fiber cables, to DSL links and Wireless nodes, creating practically-used hybrid access networks. We explore the hybrid access network at the Medium ACcess (MAC) Layer which receives packets segregated as data and control packets, thus providing the needed decoupling of data and control plane. We utilize the Software Defined Networking (SDN) principle of centralized processing with segregated data and control plane to further extend the usability of our algorithms. This dissertation introduces novel techniques in Dynamic Bandwidth allocation, control message scheduling policy, flow control techniques and Grouping techniques to provide improved performance in Hybrid Passive Optical Networks (PON) such as PON-xDSL, FiWi etc. Finally, we study the different types of software defined algorithms in access networks and describe the various open challenges and research directions. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2015

A measurement equipment with the purpose of measuring the radiation pattern of antennas in the frequency interval 30-300 MHz was constructed. To perform the necessary measurements the equipment needs to be mounted on a UAV, a necessity that demands a low weight from the measurement equipment. These kinds of measurements are today done with equipment that is mounted on helicopters, making the equipment smaller and fitting it on an UAV will save cost for the persons or companies that need to utilize this service. To ensure that the system is easy to use for anyone who wants to characterize an antenna efforts were made to make the software application user friendly. The system visualizes measurement results in 2D diagrams that are simple to analyze. Since the equipment has size restrictions the computer in the system needs to be small and light. The single board computer used has computational limitations and therefore the digital signal processing must be carefully designed to both be fast and generate good measurement data. To verify the performance of the system tests and theoretical simulations where performed and compared. The tests were performed both in an echo free antenna chamber and in realistic outdoor environments with an UAV. The finished system performed well and the measurement results showed clear similarities with the theoretical simulations. The outdoor environment clearly influences the shape of an antennas radiation pattern and the need to characterize antennas in a realistic environment became clear.

As redes de computadores têm evoluído para acomodar uma grande variedade de serviços, tais como streaming de vídeos de alta qualidade e entrega de conteúdo sensível a atrasos. Estes serviços têm aumentado a demanda por recursos não originalmente considerados na Internet. Com a promessa de atender novas demandas de rede rapidamente, pesquisadores propuseram Redes Programáveis, nas quais o comportamento dos dispositivos de rede pode ser alterado utilizando aplicativos. Entretanto, tal comportamento pode não ser um consenso entre usuários da rede. O surgimento de Redes Virtualizadas superou tal questão, ao permitir a coexistência de múltiplas redes virtuais sobre a mesma infraestrutura física. A fim de se obter redes virtuais isoladas com comportamento programável, foram propostas as Redes Virtuais Programáveis (RVP). Diante dessa nova realidade, os administradores de rede não estão mais olhando unicamente para dispositivos de rede. Eles estão olhando para um sistema composto de dispositivos e aplicativos de rede que definem o comportamento individual de cada rede virtual. Isso requer não apenas novas ferramentas e abordagens de gerenciamento, além disso, exige a revisão de conceitos tradicionais sobre redes. Implementações de RVP são encontradas principalmente em testbeds e ambientes de Computação em Nuvem. Testbeds são muito propícios à inovação, mas possuem fortes limitações no que diz respeito a migração de soluções experimentais para produção. Por outro lado, computação em nuvem é um ótimo ambiente de produção, mas possui restrições de flexibilidade e inovação, uma vez que as soluções de rede adotadas geralmente são proprietárias. Portanto, nesta dissertação introduz-se um novo modelo de negócio que permite a criação de soluções inovadoras em ambientes de produção, a Programabilidade de Redes como um Serviço (NPaaS). Diferente do modelo de negócio de redes tradicionais, onde os usuários finais são apenas consumidores dos serviços de rede já disponíveis, em NPaaS os usuários finais também são capazes de desenvolver e implantar novas soluções de rede. Para apoiar NPaaS, propõe-se uma plataforma de gerenciamento de rede virtual programável, chamada ProViNet. Essa plataforma fornece a arquitetura de software e estratégias necessárias para permitir a implantação e gestão NPaaS. Uma avaliação qualitativa do modelo de negócio NPaaS foi realizada, o resultado foi contrastado com alguns dos modelos de negócio praticados atualmente. Assim, enfatizando a singularidade do NPaaS. Enquanto isso, uma avaliação experimental foi realizada para demonstrar a viabilidade da plataforma ProViNet. Os resultados mostraram que NPaaS representa uma alternativa promissora para ambientes de rede virtual com acesso público, como as nuvens públicas. Além disso, uma avaliação quantitativa do protótipo da plataforma demonstrou a viabilidade técnica e provou que aplicativos de rede desenvolvidos usando BPMN são capazes de executar com desempenho aceitáveis. / Computer networks have evolved to accommodate a wide variety of services, such as streaming of high quality videos and delay-sensitive content delivery. These services have increased the demand for features not originally considered in the Internet. Aiming to address novel network demands quickly, some researchers proposed Programmable Networks, in which network devices behavior can be changed using applications. Notwithstanding, such behavior might not be a consensus between computer network stakeholders. The emergence of Virtualized Networks overcame this issue by allowing the coexistence of multiple virtual networks on the same physical infrastructure. Finally, the convergence of programmability and virtualization techniques are explored within a third concept, the Programmable Virtual Networks (PVN). Faced with this new reality, network administrators are no longer just looking at network devices. They are looking at a system made of virtual devices and applications that define each virtual network behavior. This requires not just new tools and management approaches, over and above that, requires new thinking. PVN deployments are found mostly in shared experimental facilities (also known as testbeds) and Cloud Computing environments. Testbeds are very innovation friendly, but with strong limitations in regards to taking experimental solutions to production. On the other hand, Cloud computing is a great production environment, but presents flexibility and innovation restrictions once network solutions adopted are usually proprietary. Therefore, in this dissertation it is introduced Network Programming as a Service (NPaaS), a new business model that aims to facilitate the conduct of innovative solutions for production environments. Different from traditional network business models, where end-users are just consumers of network services already available, in NPaaS, end-users are also able to develop and deploy novel network solutions. To support NPaaS, Programmable Virtual Network management platform is proposed. Such platform, named ProViNet, provides all architectural and technical features necessary to enable NPaaS deployment and management. A qualitative evaluation of the NPaaS business model was performed, and the result was contrasted with some of the current models, thus, emphasizing the singularity of NPaaS. In the meanwhile, an experimental evaluation was conducted to demonstrate the feasibility of ProViNet platform. Results have shown that NPaaS represent a promising alternative for virtual network environments with public access such as public clouds. Moreover, a quantitative evaluation of the platform prototype demonstrated the technical feasibility and proved that network applications developed using BPMN are able to run with acceptable performance rates.

O paradigma SDN simplifica o gerenciamento da rede ao concentrar todas as tarefas de controle em uma única entidade, o controlador. Nesse modo de operação, os dispositivos de encaminhamento só funcionam de forma completa enquanto conectados a um controlador. Neste contexto, a literatura recente identificou questões fundamentais, como o isolamento de dispositivos em função de disrupções na rede e a sobrecarga de um controlador, e propôs estratégias de posicionamento do controlador para enfrentá-las. Contudo, as propostas atuais têm limitações cruciais: (i) a conectividade dispositivo-controlador é modelada usando um único caminho, ainda que na prática possam ocorrer múltiplas conexões concorrentes; (ii) alterações no comportamento da chegada de novos fluxos são manipulados sob demanda, assumindo que a rede em si pode sustentar altas taxas de requisição; e (iii) mecanismos de recuperação de falhas requerem informações pré-definidas, que, por sua vez, não são otimizadas. Esta dissertação apresenta Survivor, uma nova abordagem de posicionamento do controlador para redes WAN que visa enfrentar esses desafios. A abordagem trata três aspectos de forma explícita durante o projeto da rede: a conectividade, a capacidade e a recuperação. Além disso, tais aspectos são planejados para dois estados distintos da rede: pré e pós-disrupção. Em outras palavras, a rede é configurada da melhor forma tanto para operação normal, quanto para operação após eventos de disrupção. Para este fim, a abordagem é dividida em duas etapas. A primeira define o posicionamento de instâncias do controlador, enquanto a segunda especifica uma lista de controladores de backup para cada dispositivo na rede. Ademais, são desenvolvidas duas estratégias com base na abordagem Survivor. A primeira, implementada em Programação Linear Inteira, garante uma solução ótima a um custo computacional alto. A segunda, implementada através de heurísticas, fornece soluções sub-ótimas a um custo computacional muito mais baixo. Comparações com o estado-da-arte mostram que a abordagem Survivor provê ganhos significativos na sobrevivência (identificado na probabilidade mais baixa de perda de conectividade) e no estado convergente da rede através de mecanismos de recuperação mais inteligentes. / The SDN paradigm simplifies network management by focusing all control tasks into a single entity, the controller. In this way, forwarding devices can only operate correctly while connected to a logically centralized controller. Within this context, recent literature identified fundamental issues, such as device isolation due to disruptions in the network and controller overload, and proposed controller placement strategies to tackle them. However, current proposals have crucial limitations: (i) device-controller connectivity is modeled using single paths, yet in practice multiple concurrent connections may occur; (ii) peaks in the arrival of new flows are only handled on-demand, assuming that the network itself can sustain high request rates; and (iii) failover mechanisms require predefined information which, in turn, has been overlooked. This dissertation presents Survivor, a novel controller placement approach for WAN networks that addresses these challenges. The approach explicitly considers the following three aspects in the network design process: connectivity, capacity and recovery. Moreover, these aspects are planned for two distinct states of the network: pre and postdisruption. In other words, the network is configured optimally for both normal operation and for operation after disruption events. To this end, the approach is divided into two steps. The first defines the positioning of the controller instances, and the second specifies a list of backup controllers for each device on the network. Moreover, two strategies based on Survivor are developed. The first strategy, implemented with Integer Linear Programming, guarantees an optimal solution with a high computational cost. The second strategy, implemented using heuristics, provides sub-optimal solutions with a much lower computational cost. Comparisons to the state-of-the-art show that the Survivor approach provides significant increases in network survivability (identified with the lowest probability of connectivity loss) and converged network state through smarter recovery mechanisms.

O paradigma SDN simplifica o gerenciamento da rede ao concentrar todas as tarefas de controle em uma única entidade, o controlador. Nesse modo de operação, os dispositivos de encaminhamento só funcionam de forma completa enquanto conectados a um controlador. Neste contexto, a literatura recente identificou questões fundamentais, como o isolamento de dispositivos em função de disrupções na rede e a sobrecarga de um controlador, e propôs estratégias de posicionamento do controlador para enfrentá-las. Contudo, as propostas atuais têm limitações cruciais: (i) a conectividade dispositivo-controlador é modelada usando um único caminho, ainda que na prática possam ocorrer múltiplas conexões concorrentes; (ii) alterações no comportamento da chegada de novos fluxos são manipulados sob demanda, assumindo que a rede em si pode sustentar altas taxas de requisição; e (iii) mecanismos de recuperação de falhas requerem informações pré-definidas, que, por sua vez, não são otimizadas. Esta dissertação apresenta Survivor, uma nova abordagem de posicionamento do controlador para redes WAN que visa enfrentar esses desafios. A abordagem trata três aspectos de forma explícita durante o projeto da rede: a conectividade, a capacidade e a recuperação. Além disso, tais aspectos são planejados para dois estados distintos da rede: pré e pós-disrupção. Em outras palavras, a rede é configurada da melhor forma tanto para operação normal, quanto para operação após eventos de disrupção. Para este fim, a abordagem é dividida em duas etapas. A primeira define o posicionamento de instâncias do controlador, enquanto a segunda especifica uma lista de controladores de backup para cada dispositivo na rede. Ademais, são desenvolvidas duas estratégias com base na abordagem Survivor. A primeira, implementada em Programação Linear Inteira, garante uma solução ótima a um custo computacional alto. A segunda, implementada através de heurísticas, fornece soluções sub-ótimas a um custo computacional muito mais baixo. Comparações com o estado-da-arte mostram que a abordagem Survivor provê ganhos significativos na sobrevivência (identificado na probabilidade mais baixa de perda de conectividade) e no estado convergente da rede através de mecanismos de recuperação mais inteligentes. / The SDN paradigm simplifies network management by focusing all control tasks into a single entity, the controller. In this way, forwarding devices can only operate correctly while connected to a logically centralized controller. Within this context, recent literature identified fundamental issues, such as device isolation due to disruptions in the network and controller overload, and proposed controller placement strategies to tackle them. However, current proposals have crucial limitations: (i) device-controller connectivity is modeled using single paths, yet in practice multiple concurrent connections may occur; (ii) peaks in the arrival of new flows are only handled on-demand, assuming that the network itself can sustain high request rates; and (iii) failover mechanisms require predefined information which, in turn, has been overlooked. This dissertation presents Survivor, a novel controller placement approach for WAN networks that addresses these challenges. The approach explicitly considers the following three aspects in the network design process: connectivity, capacity and recovery. Moreover, these aspects are planned for two distinct states of the network: pre and postdisruption. In other words, the network is configured optimally for both normal operation and for operation after disruption events. To this end, the approach is divided into two steps. The first defines the positioning of the controller instances, and the second specifies a list of backup controllers for each device on the network. Moreover, two strategies based on Survivor are developed. The first strategy, implemented with Integer Linear Programming, guarantees an optimal solution with a high computational cost. The second strategy, implemented using heuristics, provides sub-optimal solutions with a much lower computational cost. Comparisons to the state-of-the-art show that the Survivor approach provides significant increases in network survivability (identified with the lowest probability of connectivity loss) and converged network state through smarter recovery mechanisms.

As redes de computadores têm evoluído para acomodar uma grande variedade de serviços, tais como streaming de vídeos de alta qualidade e entrega de conteúdo sensível a atrasos. Estes serviços têm aumentado a demanda por recursos não originalmente considerados na Internet. Com a promessa de atender novas demandas de rede rapidamente, pesquisadores propuseram Redes Programáveis, nas quais o comportamento dos dispositivos de rede pode ser alterado utilizando aplicativos. Entretanto, tal comportamento pode não ser um consenso entre usuários da rede. O surgimento de Redes Virtualizadas superou tal questão, ao permitir a coexistência de múltiplas redes virtuais sobre a mesma infraestrutura física. A fim de se obter redes virtuais isoladas com comportamento programável, foram propostas as Redes Virtuais Programáveis (RVP). Diante dessa nova realidade, os administradores de rede não estão mais olhando unicamente para dispositivos de rede. Eles estão olhando para um sistema composto de dispositivos e aplicativos de rede que definem o comportamento individual de cada rede virtual. Isso requer não apenas novas ferramentas e abordagens de gerenciamento, além disso, exige a revisão de conceitos tradicionais sobre redes. Implementações de RVP são encontradas principalmente em testbeds e ambientes de Computação em Nuvem. Testbeds são muito propícios à inovação, mas possuem fortes limitações no que diz respeito a migração de soluções experimentais para produção. Por outro lado, computação em nuvem é um ótimo ambiente de produção, mas possui restrições de flexibilidade e inovação, uma vez que as soluções de rede adotadas geralmente são proprietárias. Portanto, nesta dissertação introduz-se um novo modelo de negócio que permite a criação de soluções inovadoras em ambientes de produção, a Programabilidade de Redes como um Serviço (NPaaS). Diferente do modelo de negócio de redes tradicionais, onde os usuários finais são apenas consumidores dos serviços de rede já disponíveis, em NPaaS os usuários finais também são capazes de desenvolver e implantar novas soluções de rede. Para apoiar NPaaS, propõe-se uma plataforma de gerenciamento de rede virtual programável, chamada ProViNet. Essa plataforma fornece a arquitetura de software e estratégias necessárias para permitir a implantação e gestão NPaaS. Uma avaliação qualitativa do modelo de negócio NPaaS foi realizada, o resultado foi contrastado com alguns dos modelos de negócio praticados atualmente. Assim, enfatizando a singularidade do NPaaS. Enquanto isso, uma avaliação experimental foi realizada para demonstrar a viabilidade da plataforma ProViNet. Os resultados mostraram que NPaaS representa uma alternativa promissora para ambientes de rede virtual com acesso público, como as nuvens públicas. Além disso, uma avaliação quantitativa do protótipo da plataforma demonstrou a viabilidade técnica e provou que aplicativos de rede desenvolvidos usando BPMN são capazes de executar com desempenho aceitáveis. / Computer networks have evolved to accommodate a wide variety of services, such as streaming of high quality videos and delay-sensitive content delivery. These services have increased the demand for features not originally considered in the Internet. Aiming to address novel network demands quickly, some researchers proposed Programmable Networks, in which network devices behavior can be changed using applications. Notwithstanding, such behavior might not be a consensus between computer network stakeholders. The emergence of Virtualized Networks overcame this issue by allowing the coexistence of multiple virtual networks on the same physical infrastructure. Finally, the convergence of programmability and virtualization techniques are explored within a third concept, the Programmable Virtual Networks (PVN). Faced with this new reality, network administrators are no longer just looking at network devices. They are looking at a system made of virtual devices and applications that define each virtual network behavior. This requires not just new tools and management approaches, over and above that, requires new thinking. PVN deployments are found mostly in shared experimental facilities (also known as testbeds) and Cloud Computing environments. Testbeds are very innovation friendly, but with strong limitations in regards to taking experimental solutions to production. On the other hand, Cloud computing is a great production environment, but presents flexibility and innovation restrictions once network solutions adopted are usually proprietary. Therefore, in this dissertation it is introduced Network Programming as a Service (NPaaS), a new business model that aims to facilitate the conduct of innovative solutions for production environments. Different from traditional network business models, where end-users are just consumers of network services already available, in NPaaS, end-users are also able to develop and deploy novel network solutions. To support NPaaS, Programmable Virtual Network management platform is proposed. Such platform, named ProViNet, provides all architectural and technical features necessary to enable NPaaS deployment and management. A qualitative evaluation of the NPaaS business model was performed, and the result was contrasted with some of the current models, thus, emphasizing the singularity of NPaaS. In the meanwhile, an experimental evaluation was conducted to demonstrate the feasibility of ProViNet platform. Results have shown that NPaaS represent a promising alternative for virtual network environments with public access such as public clouds. Moreover, a quantitative evaluation of the platform prototype demonstrated the technical feasibility and proved that network applications developed using BPMN are able to run with acceptable performance rates.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardo.pdf: 1126811 bytes, checksum: 85736cdaf1e7cf53e93c63df8abb6b16 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Internet is organized on network groups managed by administrative domains known as Autonomous Systems (ASes). Each AS employs its own routing policies and has autonomy in comparison to other ASes. The comunication and coordination between these ASes is made possible by the interdomain routing protocol. The Border Gateway Protocol (BGP)is the interdomain routing protocol currently used on Internet. However, the Internet s interdomain routing architecture has undergone only minor changes since its inception. It presents issues difficult to solve, because of the barrier to deploy new features, the hardness to understand its behavior and dynamics, and complexity to identify and correct faults. The deployment on Internet architecture is a tough task, because the need to deploy it directly on routers. Besides that, there is a requirement of global acceptance of new protocols and modifications. We observed that Software Defined Networking (SDN) could be used to provide innovation on interdomain routing, but it lacked mechanisms support this approach. SDN is an emerging paradigm composed by a data plane, a control plane, and an open protocol. On this work we present a mechanism able to perform interdomain routing with domains that deploys SDN paradigm, called Inter-SDN Routing Component. We point out the main issues on current interdomain routing, describes the Inter-SDN component, its behavior, and its experimental evaluation. Besides that, we show how prototyping and building of an interdomain mechanism on SDN are tasks relatively simple, and explain how our solution takes advantage of the SDN features to address the issues of the interdomain routing. / A Internet está organizada em grupos de redes que são gerenciados por domínios ad- ministrativos conhecidos como Sistemas Autônomos (ASes Autonomous Systems). Cada AS emprega suas próprias políticas de roteamento e tem autonomia em relação a outros ASes. A comunicação e coordenação entre estes ASes acontece por meio do protocolo de roteamento interdomínio. O Protocolo de Roteamento de Borda (BGP Border Gateway Protocol) é o protocolo de roteamento interdomínio atualmente utilizado na Internet. Entretanto, a arquitetura do roteamento interdomínio da Internet tem sofrido poucas mudanças desde sua criação. Ela apresenta problemas complexos de serem resolvidos, devido à dificuldade para a implantação de novas soluções, à dificuldade de entender seu comportamento e dinâmica, e à complexidade de identificar e corrigir falhas. A implantação de novas funcionalidades na arquitetura da Internet é uma tarefa difícil, devido à necessidade de manipular diretamente todos os roteadores. Além disso, é necessário aceitação global de novos protocolos e modificações nos existentes. Nós observamos que a abordagem Redes Definidas por Software (SDN Software-Defined Networking) poderia ser usada para prover inovação no roteamento interdomínio, mas que faltavam mecanismos para suportar esse tipo de roteamento. Neste trabalho, nós apresentamos um mecanismo capaz de realizar o roteamento interdomínio entre domínios que utilizam o paradigma SDN, chamado Inter-SDN. Nós ressaltamos os principais problemas no modelo atual de roteamento interdomínio, descrevemos o componente Inter-SDN, seu comportamento, e apresentamos uma análise experimental. Além disso, nós mostramos como o projeto e a construção de um mecanismo de roteamento interdomínio em SDN são tarefas relativamente simples, e explicamos como nossa solução utiliza as vantagens do SDN para resolver problemas do roteamento interdomínio.

Submitted by Patrícia Cerveira (pcerveira1@gmail.com) on 2017-06-14T20:26:32Z No. of bitstreams: 1 Alex João.pdf: 2737215 bytes, checksum: 01f1f6dd1595e3849310212c302e540e (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2017-06-29T15:57:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alex João.pdf: 2737215 bytes, checksum: 01f1f6dd1595e3849310212c302e540e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T15:57:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex João.pdf: 2737215 bytes, checksum: 01f1f6dd1595e3849310212c302e540e (MD5) / O advento do paradigma financeiras, ou outros tipos de limitações. Desta forma, redes com enlaces redundantes têm sua capacidade potencial desperdiçada pelo uso de protocolos de roteamento distribuídos que não conseguem lidar de forma adequada com todos os caminhos disponíveis. Em especial, as redes dos centros de dados que possuem um grande número de enlaces redundantes e têm que fornecer a comunicação de forma eficiente entre seus equipamentos. Nesta dissertação será apresentado o Equalize, um arcabouço criado segundo o paradigma RDS, que realiza o equilíbrio automático dos fluxos ingressantes na rede através dos enlaces disponíveis que estejam menos congestionados. A topologia da rede é "descoberta" de forma automática e a localização de um host é determinada pelo seu endereço de camada 2 (MAC), de forma que o mesmo pode migrar para qualquer ponto da rede mantendo seu endereço de camada 3 (IP) original. Para o cálculo do melhor caminho entre dois nós, o Equalize executa um algoritmo de Dijkstra adaptado, que emprega a utilização de cada enlace como parâmetro de custo. Assim, o Equalize estabelece na rede a funcionalidade de auto-balanceamento e também apresenta uma boa resiliência para falhas, além de suportar a migração de hosts (sejam eles físicos ou virtuais). Com essas características, Equalize é bastante adequado para redes com facilidade para um gerenciamento centralizado e com múltiplos caminhos entre seus equipamentos, como as redes dos centros de dados. Os resultados obtidos com a emulação de uma pequena rede mostram que a abordagem proposta é capaz de alcançar uma boa taxa de transferência na bissecção da rede, ao mesmo tempo em que garante o equilíbrio no uso dos enlaces contribuindo, assim, para o uso eficiente dos recursos de rede e melhorando a utilização de sua capacidade total disponível. / The advent of Software-Defined Networking (SDN) is promoting innovation and faster network development. Even though network design demands for robust, more capable and flexible approaches to cope with increasingly complexity, system eficiency is often limited due to resource bounding as a consequence of physical, technical, financial, or other types of constraints. Though, networks with multiple redundant links have their potential capacity wasted due to the use of distributed routing protocols that cannot adequately deal with all available paths. In particular, the data center networks that have a large number of redundant links and must provide eficient communications among edges. In this dissertation we present Equalize, a framework built upon the SDN paradigm, that automatically balances the network incoming flows among the less congested available links. The network topology is automatically "discovered" and the location of a host is determined by its layer 2 (MAC) address, so that it can migrate to any point in the network while keeping its original layer 3 (IP) address. To calculate the best path between two nodes, Equalize runs an adapted Dijkstra's algorithm, employing each link utilization as the cost parameter. Thus, Equalize establishes the self-balancing functionality in the network and also presents a good resilience to failures, besides supporting the migration of hosts (whether physical or virtual). Having those characteristics, Equalize is well suited for networks with ease of centralized management and multiple paths among edges, such as data center networks. The results obtained by emulating a small network show that the proposed approach is able to achieve a good bisection throughput, while enforcing the balance in the use of links, thereby contributing to eficient use of network resources and improving the utilization of its total capacity available.

In todays fast evolving mobile communications the requirements of higher datarates are continuously increasing, pushing operators to upgrade the backhaul to support these speeds. A cost eective way of doing this is by using microwave links between base stations, but as the requirements of data rates increase, the capacity of the microwave links must be increased. This thesis was part of a funded research project with the objective of developing the next generation high speed microwave links for the E-band. In the research project there was a need for a testing system that was able to generate a series of test signals with selectable QAM modulations and adjustable properties to be able to measure and evaluate hardware within the research project. The developed system was designed in a digital domain using an FPGA platform from Altera, and had the ability of selecting several types of modulations and changing the properties of the output signals as requested. By using simulation in several steps and measurements of the complete system the functionality was verified and the system was delivered to the research project successfully. The developed system can be used to test several dierent modulators in other projects as well and is easily extended to provide further properties.