Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35087
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-7455-7624
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: NEA: arquitetura de elemento de rede SDN com suporte a MAC definido pela aplicação
Alternate title (s): NEA: an SDN switch architecture suitable for application-oriented MAC
Author: Molinos, Diego Nunes
First Advisor: Rosa, Pedro Frosi
First coorientator: Almeida, Marcelo Barros de
First member of the Committee: Pasquini, Rafael
Second member of the Committee: Miani, Rodrigo Sanches
Third member of the Committee: Ordonez, Edward David Moreno
Fourth member of the Committee: Cerqueira, Eduardo Coelho
Summary: A Internet se tornou um fator limitante para sua própria evolução, uma vez que aplicações estão sendo desenvolvidas sobre uma nova perspectiva de utilização da rede, exigindo mais Qualidade de Serviço (QoS) e Qualidade de Experiência do Usuário (QoE). Abordagens que objetivam redesenhar a arquitetura, por exemplo, Redes Definidas por Software (SDN), têm-se tornado populares no campo de estudo das redes de computadores, como tentativa de minimizar as limitações vivenciadas pelo TCP/IP. Em tese, as SDN naturalmente deixam a cargo do plano de controle toda flexibilidade e programabilidade da rede, negligenciando a capacidade do plano de dados, em atuar na melhoria da QoS e QoE percebida por usuários. As tecnologias comumente adotadas nas soluções para o plano de dados, em sua maioria, recorrem a plataformas legadas para materializar as políticas de encaminhamento. Embora seja possível (re)configurar o comportamento de switches, o MAC é único por equipamento, não sendo possível tratar requisitos de aplicações. Diante do exposto, este trabalho objetiva o desenvolvimento de uma arquitetura de elemento de rede, incluindo um protótipo de equipamento, Switch, com o MAC orientado pelos requisitos de aplicações. O Switch NEA quando comparado a outras abordagens similares, possui a capacidade de expor, através de uma fina granularidade, a lógica referente às políticas de encaminhamento de baixo nível ao plano de controle por meio de um módulo orquestrador, permitindo (re)programação de forma sistemática e rápida. Os resultados obtidos mostram a capacidade do Switch NEA em atuar na melhoria da QoS, através do controle acurado das regras de encaminhamento no plano de dados e da habilidade de manipular diversos fluxos de dados pela mesma porta física, atribuindo diferentes parâmetros (prioridade e largura de banda) para diferentes fluxos. Ressalta-se também a possibilidade de adição de novas funcionalidades e suporte a novos protocolos.
Abstract: The Internet has become a limiting factor for its evolution. Applications are being developed from a new perspective, demanding Quality of Service (QoS) and Quality of Experience (QoE). Approaches that aim to redesign the architecture, e.g., Software Defined Networks (SDN), have become popular in the computer networks field to minimize the TCP/IP limitations. In theory, SDN Networks naturally leave all flexibility and programmability of the network to the control plane, neglecting the ability of the data plane to provide QoS and QoE. As a result, the technologies commonly used in data plane solutions often resort to legacy platforms to materialize the forwarding policies. Although those technologies enable reconfiguring the network element's behavior, the MAC remains the same. This work aims at the specification and development of a network element architecture (NEA) and a prototype of a Switch with MAC driven by application for SDN networks. The NEA architecture proposed in this thesis, compared with other similar approaches, can expose, through the fine-grained, the logic referring to low-level forwarding policies to the control plane through an orchestrator module, allowing (re)programming in a systematic and fast way. The results obtained show the ability of Switch NEA to improve QoS, through the accurate control of forwarding rules in the data plane and the ability to handle different data flows through the same physical port, assigning parameters like priority and bandwidth to other streams. It is also worth mentioning the possibility of adding new functionalities and support for new protocols.
Keywords: Internet do futuro
Future internet
SDN
MAC
QoS
Switch linux-based
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::ARQUITETURA DE SISTEMAS DE COMPUTACAO
Subject: Computação
Internet - Programas de computador
Arquitetura de rede de computador
Interface de usuário baseada na Web
Mac OS (Sistema operacional de computador)
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Quote: MOLINOS, Diego Nunes. NEA: arquitetura de elemento de rede SDN com suporte a MAC definido pela aplicação. 2022. 162 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.243.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.243
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35087
Date of defense: 23-Mar-2022
Appears in Collections:TESE - Ciência da Computação

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
NEAArquiteturaElemento.pdfTese59.52 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons