Um estudo sobre isolamento de fatias de redes 5G baseado em ferramentas nativas de computação em nuvem e borda

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Andrade, Maiko de
• Orientador(a): Wickboldt, Juliano Araújo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Computação de Borda; Computação em nuvem; Redes de computadores; 5G; Redes móveis; Aprendizado de máquina
• Palavras-chave em Inglês: Slicing; Isolation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/291127

A evolução das redes móveis revolucionaram a forma de comunicação e de como interagimos entre nós. Desde a primeira geração de rede móveis, que possibilitou a comunicação por voz sem a necessidade de cabos e em movimentos, até as redes mais recentes, cada nova geração trouxe avanços significativos em velocidade, capacidade e confiabilidade. O desenvolvimento da segunda geração (2G) permitiu a troca de mensagens de texto (SMS), a terceira geração (3G) viabilizou o acesso à internet móvel, a quarta geração (4G) ampliou a largura de banda para streaming e aplicativos em tempo real, e o quinta geração de redes móveis (5G) está transformando setores com sua baixa latência e alta taxa de transmissão, impulsionando inovações como a Internet das Coisas (IoT) e a automação industrial. A 5G traz mudanças significativas onde o núcleo 5G foi redesenhado atendendo os conceitos da tecnologia de comunicação como a utilização da Service-based Architecture (SBA). Onde Network Function (NF) que compõem a SBA se comunicam entre si por meio de Service Based Interfaces (SBI), garantindo flexibilidade para a criação e evolução dos serviços que compõe a rede 5G, bem como oportunidades para pesquisa na área. Outro fator importante da evolução 5G e a mudança de paradigma, que é o conceito de fatiamento e isolamento da infraestrutura de rede. Este é considerado a chave para a evolução da 5G para atender as diversas aplicações, pois permite múltiplas redes lógicas ou cenários funcionem simultaneamente na mesma infraestrutura comum. Porém, é importante que o tráfego de uma fatia rede não interfira no de outra, para que os requisitos da fatia de rede sejam atendidos. Em redes móveis privadas de baixo custo e que dependem de ferramentas open source o isolamento pode ser um problema, principalmente ao integrar em plataformas de borda e nuvem. Para reduzir os efeitos de uma fatia interfira em outra, este estudo propõe o uso de mecanismos de alocação de recursos para minimizar o problema. Através de experimentos simulando tráfego de rede, os resultados mostram que limitações de CPU melhoram o desempenho de fatias priorizadas, enquanto restrições de memória têm impacto mínimo. Os experimentos realizados geraram dados e scripts que foram disponibilizados para futuras pesquisas e aplicações de aprendizado de máquina.