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

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

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

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

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

Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss., 2007

Zugl.: Zürich, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Thesis (Master)--Concordia University (Canada), 2000. / Advisers: Maria Elektorowicz, John Zacharias. Includes bibliographical references.

In this research, we propose a framework for measurement-based traffic engineering and connection admission control in radio access networks based on the Internet Protocol (IP). This framework is evaluated by simulation using the popular network simulator ns-2. The framework is adaptive to changes in the network load and can distinguish between different types of service. All traffic engineering decisions are made by edge routers (ERs) at the rim of the network domain. Multiple disjoint paths are configured between those ERs. Network state information is gathered in two different fashions. We evaluate a scheme based on the states of the queues on each alternative path and a scheme based on end-to-end probe packet transmission characteristics on each alternative path. Both schemes are compared to a shortest path first (SPF) routing approach.