Políticas de alocação de recursos para redes ópticas elásticas em situação de desastre.
| Ano de defesa: | 2024 |
|---|---|
| Autor(a) principal: |
Santos, Alex Silva
 |
| Orientador(a): |
Figueiredo, Gustavo Bittencourt
|
| Banca de defesa: |
Figueiredo, Gustavo Bittencourt
,
Peixoto, Maycon Leone Maciel
,
Santos, Bruno Pereira dos
,
Oliveira, Helder May Nunes da Silva
,
Tinini, Rodrigo Izidoro
|
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Bahia
|
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP)
|
| Departamento: |
Instituto de Computação - IC
|
| País: |
Brasil
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40384 |
Resumo: | As Redes Ópticas Elásticas permitem a transmissão de grande volume de dados através de múltiplos canais com diferentes granularidades de espectro. Entretanto, a disponibilidade de recursos das redes EON pode ser severamente impactada por congestionamento, desastres naturais ou ataques provocados pelo homem. Para lidar com estas restrições de recursos, o operador da rede precisa fazer escolhas sobre qual caminho de luz será servido pela rede. A tomada de decisão deve levar em consideração os requisitos das diferentes Classes de Serviço (CoS), bem como a possibilidade da degradação do serviço, fornecendo largura de banda inferior à solicitada ou ajustando o instante de tempo do estabelecimento do canal óptico, para adaptar o provisionamento da rede quando os recursos ópticos são insuficientes. Nesta tese de doutorado, abordam-se problemas relacionados com a escassez de recursos e sobrevivência em Redes Ópticas Elásticas. Foram desenvolvidas e validadas estratégias pelo menos tão eficientes quanto as estratégias existentes na literatura: um algoritmo que considera um modelo de Qualidade de Serviço (QoS) proporcional e informações de camadas superiores para decidir qual caminho óptico a ser degradado no provisionamento, visando reduzir o impacto da indisponibilidade de recursos em aplicações sensíveis a atrasos e largura de banda; um algoritmo que utiliza uma técnica híbrida de tomada de decisão multicritério para selecionar as requisições a serem provisionadas; um algoritmo para selecionar caminhos ópticos a serem restaurados após desastres; um algoritmo que visa reduzir a fragmentação do espectro em Redes Ópticas Elásticas alocando novas requisições em caminhos que produzam menor fragmentação de espectro após a alocação. Alguns dos algoritmos propostos possuem uma abordagem de decisão multicritério que considera CoS, largura de banda, número de saltos e tempo de conclusão. Além disso, a degradação do serviço também é considerada para caminhos ópticos que não podem ser restaurados com largura de banda total. |
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2024-10-08T10:26:30Z2024-10-08T10:26:30Z2024-01-29SANTOS, Alex Silva. Políticas de alocação de recursos para redes ópticas elásticas em situação de desastre. 2024. 151 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Instituto de Computação, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2024.https://repositorio.ufba.br/handle/ri/40384As Redes Ópticas Elásticas permitem a transmissão de grande volume de dados através de múltiplos canais com diferentes granularidades de espectro. Entretanto, a disponibilidade de recursos das redes EON pode ser severamente impactada por congestionamento, desastres naturais ou ataques provocados pelo homem. Para lidar com estas restrições de recursos, o operador da rede precisa fazer escolhas sobre qual caminho de luz será servido pela rede. A tomada de decisão deve levar em consideração os requisitos das diferentes Classes de Serviço (CoS), bem como a possibilidade da degradação do serviço, fornecendo largura de banda inferior à solicitada ou ajustando o instante de tempo do estabelecimento do canal óptico, para adaptar o provisionamento da rede quando os recursos ópticos são insuficientes. Nesta tese de doutorado, abordam-se problemas relacionados com a escassez de recursos e sobrevivência em Redes Ópticas Elásticas. Foram desenvolvidas e validadas estratégias pelo menos tão eficientes quanto as estratégias existentes na literatura: um algoritmo que considera um modelo de Qualidade de Serviço (QoS) proporcional e informações de camadas superiores para decidir qual caminho óptico a ser degradado no provisionamento, visando reduzir o impacto da indisponibilidade de recursos em aplicações sensíveis a atrasos e largura de banda; um algoritmo que utiliza uma técnica híbrida de tomada de decisão multicritério para selecionar as requisições a serem provisionadas; um algoritmo para selecionar caminhos ópticos a serem restaurados após desastres; um algoritmo que visa reduzir a fragmentação do espectro em Redes Ópticas Elásticas alocando novas requisições em caminhos que produzam menor fragmentação de espectro após a alocação. Alguns dos algoritmos propostos possuem uma abordagem de decisão multicritério que considera CoS, largura de banda, número de saltos e tempo de conclusão. Além disso, a degradação do serviço também é considerada para caminhos ópticos que não podem ser restaurados com largura de banda total.Elastic optical networks (EON) allow the transmission of large volumes of data through multiple channels with different spectrum granularities. However, the resource availability of EON networks can be severely impacted by congestion, natural disasters or humanmade attacks. To deal with these resource constraints, the network operator needs to make choices about which lightpath will be served by the network. The Decision-making process must take into account requirements of the different Classes of Service (CoS), as well as the possibility of service degradation, providing lower bandwidth than requested or adjusting the time instant of establishing the ligthpath, to adapt the network provisioning when optical resources are insufficient. In this doctoral thesis, problems related to the scarcity of resources and survival in Elastic Optical Networks are addressed. Strategies that were at least as efficient as existing strategies in the literature were developed and validated: an algorithm that considers a proportional Quality of Service (QoS) model and information from higher layers to decide which lightpath to be degraded in provisioning process, aiming to reduce the impact the unavailability of resources in applications sensitive to delays and bandwidth; an algorithm that uses a hybrid multicriteria decision-making technique to select requests to be provisioned; an algorithm for selecting lightpaths to be restored after disasters; an algorithm that aims to reduce spectrum fragmentation in Elastic Optical Networks by allocating new requests on paths that produce less spectrum fragmentation after allocation. Some of the proposed algorithms have a multi-criteria decision approach that considers CoS, bandwidth, number of hops and completion time. Furthermore, service degradation is also considered for lightpaths that cannot be restored to full bandwidth.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia - FAPESBporUniversidade Federal da BahiaPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação (PGCOMP) UFBABrasilInstituto de Computação - ICElastic optical networksAlgorithmComputer networksCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAORedes ópticas elásticasAlgorítmosRedes de computaçãoPolíticas de alocação de recursos para redes ópticas elásticas em situação de desastre.Resource allocation policies for elastic optical networks in disaster situations.Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionFigueiredo, Gustavo Bittencourthttps://orcid.org/0000-0001-9756-378Xhttp://lattes.cnpq.br/2204147669620762Santi, Juliana dehttps://orcid.org/0000-0002-5227-9221http://lattes.cnpq.br/6795095514762745Figueiredo, Gustavo Bittencourthttps://orcid.org/0000-0001-9756-378Xhttp://lattes.cnpq.br/2204147669620762Peixoto, Maycon Leone Macielhttps://orcid.org/0000-0002-4851-5228http://lattes.cnpq.br/5003713680310544Santos, Bruno Pereira doshttps://orcid.org/0000-0003-4501-2323http://lattes.cnpq.br/0092226104911153Oliveira, Helder May Nunes da Silvahttps://orcid.org/0000-0003-3143-6280http://lattes.cnpq.br/1468872219964148Tinini, Rodrigo Izidorohttp://lattes.cnpq.br/0499882032334601https://orcid.org/0000-0001-5952-2733http://lattes.cnpq.br/5409214544778246Santos, Alex Silvainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAORIGINALAlex Santos-Tese.pdfAlex Santos-Tese.pdfAlex Santos-Teseapplication/pdf3562951https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/40384/1/Alex%20Santos-Tese.pdfee8096993f50c5a27b15b18e6c9ccbf7MD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1720https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/40384/2/license.txtd9b7566281c22d808dbf8f29ff0425c8MD52open accessri/403842024-10-08 07:26:31.96open accessoai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufba.br/oai/requestrepositorio@ufba.bropendoar:19322024-10-08T10:26:31Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false |
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