Modelo para garantir o atraso máximo para conexões VoIP em uma rede SDN ODL

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Villalba, Ramón Damián Arévalos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Ponta Grossa
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31901
Resumo: Traditional networks work in a distributed manner, where each element has a control plane. They have disadvantages such as: decision-making is distributed across several network components and equipment from different manufacturers each has its own configuration interface, increasing the complexity and time of equipment configuration. To solve these problems, SDN networks emerged, where the data plane, responsible for forwarding data, is separated from the control plane, responsible for configuring and managing the network elements, being represented by a controller. For communication between the controller and network components, the OpenFlow protocol is used. As with traditional networks, SDN networks need to provide QoS to users, which is a mechanism to improve performance in a communication network and manage network resources more efficiently. An SDN network can provide QoS through two tools that have been implemented until the moment of the development of this work: meter and queue. Meter is a mechanism used at the network entrance to limit the data rate and queue is used at the network exit where multiple queues can be configured to separate the traffic. As there is still no defined model using these two mechanisms to provide QoS in a network with different traffics, in this work a model was developed to determine the queue size as a function of the number of users and the maximum delay for VoIP connections over an SDN network. The proposal was developed through simple and multiple linear regression and the results with the developed equation were compared with simulations in the mininet simulation environment with ODL controller. The results show that the queue size is directly proportional to the number of VoIP connections and the theoretical values are close to the values obtained through the simulation.
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To solve these problems, SDN networks emerged, where the data plane, responsible for forwarding data, is separated from the control plane, responsible for configuring and managing the network elements, being represented by a controller. For communication between the controller and network components, the OpenFlow protocol is used. As with traditional networks, SDN networks need to provide QoS to users, which is a mechanism to improve performance in a communication network and manage network resources more efficiently. An SDN network can provide QoS through two tools that have been implemented until the moment of the development of this work: meter and queue. Meter is a mechanism used at the network entrance to limit the data rate and queue is used at the network exit where multiple queues can be configured to separate the traffic. As there is still no defined model using these two mechanisms to provide QoS in a network with different traffics, in this work a model was developed to determine the queue size as a function of the number of users and the maximum delay for VoIP connections over an SDN network. The proposal was developed through simple and multiple linear regression and the results with the developed equation were compared with simulations in the mininet simulation environment with ODL controller. The results show that the queue size is directly proportional to the number of VoIP connections and the theoretical values are close to the values obtained through the simulation.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)As redes tradicionais trabalham de forma distribuída, onde cada elemento tem um plano de controle. Possuem desvantagens como: a tomada de decisão é distribuída por vários componentes de rede e equipamentos de diferentes fabricantes tem cada um a sua interface de configuração aumentando a complexidade e o tempo de configuração dos equipamentos. Para solucionar estes problemas, surgiram as redes SDN (Software Defined Networking), onde o plano de dados, responsável pelo encaminhamento de dados é separado do plano de controle, responsável pela configuração e gerenciamento dos elementos da rede, sendo representado por um controlador. Para a comunicação entre o controlador e os componentes da rede, o protocolo OpenFlow é usado. Assim como nas redes tradicionais, as redes SDN precisam prover QoS (Quality of Service) para os usuários, que é um mecanismo para melhorar o desempenho em uma rede de comunicação e administrar os recursos da rede com mais eficiência. Uma rede SDN pode prover QoS através de duas ferramentas que foram implementadas até o momento do desenvolvimento deste trabalho: medidor e fila. Medidor é um mecanismo usado na entrada da rede para limitar a taxa de dados e fila é usado na saída da rede onde podem ser configuradas várias filas para separar o tráfego. Como ainda não se tem um modelo definido usando estes dois mecanismos para prover QoS em uma rede com diferentes tráfegos, neste trabalho foi desenvolvido um modelo para determinar o tamanho da fila em função do número de usuários e do atraso máximo para conexões VoIP (Voice Over Internet Protocol) em uma rede SDN. A proposta foi desenvolvida através de regressão linear simples e múltiplas e os resultados com a equação desenvolvida foram comparados com simulações no ambiente de simulação mininet com controlador ODL (OpenDaylight). Os resultados mostram que o tamanho da fila é diretamente proporcional ao número de conexões VoIP e os valores teóricos se aproximam dos valores obtidos através da simulação.Universidade Tecnológica Federal do ParanáPonta GrossaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUTFPRForonda, Augustohttps://orcid.org/0000-0003-2253-2924http://lattes.cnpq.br/7103296555987124Foronda, Augustohttps://orcid.org/0000-0003-2253-2924http://lattes.cnpq.br/7103296555987124Góis, Lourival Aparecido dehttps://orcid.org/0000-0002-9435-5472http://lattes.cnpq.br/6240013151229068Pacheco, Mauricio Zadrahttps://orcid.org/0000-0002-7188-4400http://lattes.cnpq.br/6951148118690656Villalba, Ramón Damián Arévalos2023-08-01T13:05:16Z2023-08-01T13:05:16Z2023-06-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVILLALBA, Ramón Damián Arévalos. Modelo para garantir o atraso máximo para conexões VoIP em uma rede SDN ODL. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31901porAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-08-02T06:07:16Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31901Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-08-02T06:07:16Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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