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Previous issue date: 2017-06-05 / Redes Wi-Fi estão presentes desde as residências aos ambientes corporativos e instituições de ensino e pesquisa. Contudo, a qualidade de serviço (QoS) percebida pelo usuário pode ser degradada quando em ambientes congestionados, como em lugares confinados com grande quantidade de usuários. Para lidar com esse problema várias empresas oferecem soluções verticalmente integradas e fechadas, no entanto, os custos de capital (CAPEX), com a aquisição de equipamentos e licenças, e operacionais (OPEX) decorrente do seu gerenciamento são muito altos. O surgimento das redes definidas por software (SDN) viabilizou o desenvolvimento de varias soluções abertas para melhorar o gerenciamento das redes em geral, possibilitando ao administrador da rede programar rotinas dinâmicas de monitoramento, correção de problemas e otimização do uso dos recursos disponíveis, através de um controlador centralizado com visão geral da rede. Considerando a necessidade de soluções abertas para os Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia e o potencial da programabilidade das redes sem fio definidas por software, várias soluções foram desenvolvidas para lidar com o problema da degradação do QoS, entretanto, das inúmeras soluções existentes na literatura para o gerenciamento e balanceamento de carga nestas redes, a maioria delas não visam ambientes confinados com baixa mobilidade e/ou requerem modificações no dispositivo móvel, criando burocracia para o setor de tecnologia da informação e gerando desconforto aos usuários, que muitas vezes possuem dispositivos que não suportam as mudanças necessárias. Diante deste cenário esta dissertação propõe um arcabouço para balanceamento de carga em redes sem fio (Wi-Fi) utilizando a arquitetura SDN. Existem outras propostas que promovem o balanceamento de carga em redes Wi-Fi, mas são, normalmente, orientadas ao usuário. O foco do arcabouço proposto nesta dissertação é prover uma solução orientada à infraestrutura para ambientes de rede sem fio confinados, densos e com baixa mobilidade como auditórios, salas de aula, anfiteatros, dentre outros. O modelo promove a melhoria da QoS das aplicações dos usuários através do monitoramento de dados estatísticos da rede, coletados a partir da controladora SDN e de rádios de baixo custo com firmware modificado (OpenWRT) e da análise da carga gerada por cada usuário, mitigando assim a assimetria de rede por meio da realocação da carga. Para analisar o arcabouço proposto foi desenvolvido um software, utilizado o controlador SDN Ryu, foram configurados pontos de acesso (AP) e definidos cenários de congestionamento e assimetria em um ambiente de redes sem fio. A partir dos experimentos, foi observado que, os usuários tiveram uma melhoria de QoS considerável enquanto o sistema estava ativado. / Wi-Fi networks are present from residences to corporate environments and education and research institutions. However, user perceived quality of service (QoS) can be degraded when in congested environments, such as in confined spaces with large numbers of users. To deal with this problem several companies offer vertically integrated and closed solutions, but, the capital expenditure (CAPEX), with the acquisition of equipment and licenses, and operational expenditure (OPEX) due to its management are very high. The emergence of software-defined networking (SDN) enabled the development of several open solutions to improve network management, enabling the network administrator to program dynamic monitoring routines, problem correction and optimization of the use of available resources through centralized controller with network overview. Considering the need for open solutions for federal institutes and the potential for programmability of SDN, several solutions have been developed to deal with the QoS degradation problem, nevertheless, of the numerous solutions in the literature for managing and balancing the load on these networks, most of them do not target confined environments with low mobility and / or require modifications in the mobile device, creating bureaucracy for the IT sector and generating discomfort to the users, which often have devices that do not support the necessary changes. Considering this scenario, this dissertation proposes a framework for load balancing in wireless networks (Wi-Fi) using the SDN architecture. There are other proposals that promote load balancing on Wi-Fi networks, they are usually user-oriented. In this dissertation the proposed framework focus is to provide an infrastructure-oriented solution for confined, dense, low mobility wireless network environments such as auditoriums, classrooms and amphitheaters. The proposal improves the QoS of the users’ applications by the monitoring of statistical data from network, collected through the controller SDN and low cost radios with modified firmware (OpenWRT) and analysis of the load generated by each user, thus mitigating the asymmetry through load reallocation. In order to analyze the proposed framework, a software was developed, using the Ryu SDN controller, configured access points (AP) and defined congestion and asymmetry scenarios in a wireless environment. From the experiments, it was observed that, users had a considerable QoS improvement while the system was activated.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/26722 |
| Date | 05 June 2017 |
| Creators | MACHADO, Eric Ribas Moraes |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8664169441117482, DIAS, Kelvin Lopes |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| 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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