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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/26789 |
| Date | 30 May 2017 |
| Creators | PANTOJA, Marco Rogério da Silva |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/1233156130663707, TAVARES, Eduardo Antonio Guimarães |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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