Justiça de aplicações em redes definidas por software

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Felipe Arruda Fernandes da
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11848
Resumo: There are more and more applications serving a large number of users and that are also sensitive to Quality of Service (QoS) requirements. In a real-time online application, a critical QoS requirement is the latency between users and the application server. As users can be geographically distributed, they are affected by different levels of latency to the server, causing each user to be subject to different conditions. For on-line real-time applications, different delays may lead to different views of a digital world, creating unfair scenarios. This fairness is important, for example, in competitions or in some financial operations. So it is necessary to provide a better fairness between the users of these applications. Traditional networks have limited resources to deal with these requirements; however, Software-Defined Networks (SDNs), which have centralized control, facilitates the implementation of highly configurable applications. With centralized control, it is possible to simultaneously analyze the conditions of all users and apply appropriate actions. Hence SDN provides greater facility for obtaining better fairness. The objective of this work is to propose a network application for SDNs that allows achieving a greater degree of fairness among the users of a given service, ensuring that the latencies between each of them and the application server are as close as possible. To achieve this goal, the first step involves problem modeling, taking into account the users' current latencies and the path of the flow of each user. An optimizer (CPLEX) was used to calculate the solution of the problem and then, through our proposed network application, the calculated paths were implemented in the network and latencies were added in the users' links, in order to obtain the fairest scenario. In order to employ the actions in the network suggested by the optimization, an SDN application was implemented in the POX controller, which communicates periodically with CPLEX. To evaluate the performance of the application, Mininet was used for the emulation of a generic network and of the RNP network. The proposed network application was compared with more traditional communication solutions such as hub and layer 2 learning. Through the experiments, we conclude that the proposed network application achieves a level of fairness greater than that of the other solutions.
id UERJ_9273928f56e4dbd16294c440b29a08ab
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/11848
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Rubinstein, Marcelo Gonçalveshttp://lattes.cnpq.br/2787725227134746Couto, Rodrigo de Souzahttp://lattes.cnpq.br/2902496394823593Moraes, Igor Monteirohttp://lattes.cnpq.br/1342924024681635Velloso, Pedro Braconnothttp://lattes.cnpq.br/4170450843013846http://lattes.cnpq.br/4432521566399108Silva, Felipe Arruda Fernandes da2021-01-06T19:19:23Z2018-04-042017-08-30SILVA, Felipe Arruda Fernandes da. Justiça de aplicações em redes definidas por software. 2017. 50 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11848There are more and more applications serving a large number of users and that are also sensitive to Quality of Service (QoS) requirements. In a real-time online application, a critical QoS requirement is the latency between users and the application server. As users can be geographically distributed, they are affected by different levels of latency to the server, causing each user to be subject to different conditions. For on-line real-time applications, different delays may lead to different views of a digital world, creating unfair scenarios. This fairness is important, for example, in competitions or in some financial operations. So it is necessary to provide a better fairness between the users of these applications. Traditional networks have limited resources to deal with these requirements; however, Software-Defined Networks (SDNs), which have centralized control, facilitates the implementation of highly configurable applications. With centralized control, it is possible to simultaneously analyze the conditions of all users and apply appropriate actions. Hence SDN provides greater facility for obtaining better fairness. The objective of this work is to propose a network application for SDNs that allows achieving a greater degree of fairness among the users of a given service, ensuring that the latencies between each of them and the application server are as close as possible. To achieve this goal, the first step involves problem modeling, taking into account the users' current latencies and the path of the flow of each user. An optimizer (CPLEX) was used to calculate the solution of the problem and then, through our proposed network application, the calculated paths were implemented in the network and latencies were added in the users' links, in order to obtain the fairest scenario. In order to employ the actions in the network suggested by the optimization, an SDN application was implemented in the POX controller, which communicates periodically with CPLEX. To evaluate the performance of the application, Mininet was used for the emulation of a generic network and of the RNP network. The proposed network application was compared with more traditional communication solutions such as hub and layer 2 learning. Through the experiments, we conclude that the proposed network application achieves a level of fairness greater than that of the other solutions.Cada vez há mais aplicações que atendem a um grande número de usuários e que, além disso, são sensíveis a requisitos de Qualidade de Serviços (QoS), como a latência. Em uma aplicação online em tempo real, um requisito crítico de QoS é a latência entre os usuários e o servidor da aplicação. Como os usuários dessas aplicações podem estar geograficamente distribuídos, esses são afetados por níveis diferentes de latência com o servidor, fazendo com que cada usuário esteja sujeito a condições diferentes. Para aplicações online em tempo real, possuir atrasos diferentes pode levar a visões diferentes de um mundo digital, criando cenários injustos. Essa justiça é importante, por exemplo, em competições ou em algumas operações financeiras. Dessa forma, é necessário prover maior justiça entre os usuários dessas aplicações. As redes tradicionais possuem recursos limitados para lidar com essas exigências, entretanto vêm crescendo o emprego da tecnologia de redes definidas por software (Software Defined Networking - SDN), que possui um controle centralizado e facilita a implementação de aplicações altamente configuráveis. Com o controle centralizado, é possível analisar o desempenho de todos os usuários simultaneamente e aplicar as ações apropriadas. Por isso, a SDN torna mais fácil a obtenção de uma melhor justiça. O objetivo deste trabalho é propor uma aplicação de rede para SDN que permita atingir um maior grau de justiça entre os usuários de um dado serviço ou aplicação, garantindo que as latências entre cada um deles e o servidor da aplicação sejam as mais próximas possíveis. Para alcançar esse objetivo, o primeiro passo envolveu uma modelagem do problema, levando-se em consideração as latências atuais dos usuários e o caminho do fluxo de cada usuário. Utilizou-se um otimizador (CPLEX) para calcular a solução do problema e então, através de uma aplicação de rede proposta, foram empregados na rede os caminhos calculados e foram adicionadas latências nos links dos usuários, com o objetivo de obter um cenário mais justo possível. Para empregar na rede as ações sugeridas pela otimização, implementou-se uma aplicação SDN no controlador POX, que se comunica periodicamente com o CPLEX. Para avaliar o desempenho da aplicação utilizou-se o Mininet para a emulação de uma rede genérica e da rede da RNP. A aplicação de rede proposta foi comparada com soluções de comunicação mais tradicionais, como hub e layer 2 learning. Através dos experimentos, nota-se que a aplicação de rede proposta consegue obter um nível de justiça maior do que o das outras soluções.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:23Z No. of bitstreams: 1 Felipe Arruda Fernandes da Silva.pdf: 1633239 bytes, checksum: b682047687cc6d1a22f883ff8b27ad3f (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Arruda Fernandes da Silva.pdf: 1633239 bytes, checksum: b682047687cc6d1a22f883ff8b27ad3f (MD5) Previous issue date: 2017-08-30application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaElectronic EngineeringService-oriented architecture (Computing)Application program interface (Software)InternetSDNQoSFairnessEngenharia EletrônicaArquitetura orientada a serviços (Computação)Interface de programas aplicativos (Software)InternetSDNQoSJustiçaCNPQ::ENGENHARIASJustiça de aplicações em redes definidas por softwareApplication fairness in software defined networkinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALFelipe Arruda Fernandes da Silva.pdfapplication/pdf1633239http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11848/1/Felipe+Arruda+Fernandes+da+Silva.pdfb682047687cc6d1a22f883ff8b27ad3fMD511/118482024-02-27 15:16:48.53oai:www.bdtd.uerj.br:1/11848Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Justiça de aplicações em redes definidas por software
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Application fairness in software defined networking
title Justiça de aplicações em redes definidas por software
spellingShingle Justiça de aplicações em redes definidas por software
Silva, Felipe Arruda Fernandes da
Electronic Engineering
Service-oriented architecture (Computing)
Application program interface (Software)
Internet
SDN
QoS
Fairness
Engenharia Eletrônica
Arquitetura orientada a serviços (Computação)
Interface de programas aplicativos (Software)
Internet
SDN
QoS
Justiça
CNPQ::ENGENHARIAS
title_short Justiça de aplicações em redes definidas por software
title_full Justiça de aplicações em redes definidas por software
title_fullStr Justiça de aplicações em redes definidas por software
title_full_unstemmed Justiça de aplicações em redes definidas por software
title_sort Justiça de aplicações em redes definidas por software
author Silva, Felipe Arruda Fernandes da
author_facet Silva, Felipe Arruda Fernandes da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Rubinstein, Marcelo Gonçalves
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2787725227134746
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Couto, Rodrigo de Souza
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2902496394823593
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Moraes, Igor Monteiro
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1342924024681635
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Velloso, Pedro Braconnot
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4170450843013846
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4432521566399108
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Felipe Arruda Fernandes da
contributor_str_mv Rubinstein, Marcelo Gonçalves
Couto, Rodrigo de Souza
Moraes, Igor Monteiro
Velloso, Pedro Braconnot
dc.subject.eng.fl_str_mv Electronic Engineering
Service-oriented architecture (Computing)
Application program interface (Software)
Internet
SDN
QoS
Fairness
topic Electronic Engineering
Service-oriented architecture (Computing)
Application program interface (Software)
Internet
SDN
QoS
Fairness
Engenharia Eletrônica
Arquitetura orientada a serviços (Computação)
Interface de programas aplicativos (Software)
Internet
SDN
QoS
Justiça
CNPQ::ENGENHARIAS
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia Eletrônica
Arquitetura orientada a serviços (Computação)
Interface de programas aplicativos (Software)
Internet
SDN
QoS
Justiça
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS
description There are more and more applications serving a large number of users and that are also sensitive to Quality of Service (QoS) requirements. In a real-time online application, a critical QoS requirement is the latency between users and the application server. As users can be geographically distributed, they are affected by different levels of latency to the server, causing each user to be subject to different conditions. For on-line real-time applications, different delays may lead to different views of a digital world, creating unfair scenarios. This fairness is important, for example, in competitions or in some financial operations. So it is necessary to provide a better fairness between the users of these applications. Traditional networks have limited resources to deal with these requirements; however, Software-Defined Networks (SDNs), which have centralized control, facilitates the implementation of highly configurable applications. With centralized control, it is possible to simultaneously analyze the conditions of all users and apply appropriate actions. Hence SDN provides greater facility for obtaining better fairness. The objective of this work is to propose a network application for SDNs that allows achieving a greater degree of fairness among the users of a given service, ensuring that the latencies between each of them and the application server are as close as possible. To achieve this goal, the first step involves problem modeling, taking into account the users' current latencies and the path of the flow of each user. An optimizer (CPLEX) was used to calculate the solution of the problem and then, through our proposed network application, the calculated paths were implemented in the network and latencies were added in the users' links, in order to obtain the fairest scenario. In order to employ the actions in the network suggested by the optimization, an SDN application was implemented in the POX controller, which communicates periodically with CPLEX. To evaluate the performance of the application, Mininet was used for the emulation of a generic network and of the RNP network. The proposed network application was compared with more traditional communication solutions such as hub and layer 2 learning. Through the experiments, we conclude that the proposed network application achieves a level of fairness greater than that of the other solutions.
publishDate 2017
dc.date.issued.fl_str_mv 2017-08-30
dc.date.available.fl_str_mv 2018-04-04
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-06T19:19:23Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Felipe Arruda Fernandes da. Justiça de aplicações em redes definidas por software. 2017. 50 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11848
identifier_str_mv SILVA, Felipe Arruda Fernandes da. Justiça de aplicações em redes definidas por software. 2017. 50 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2017.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11848
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11848/1/Felipe+Arruda+Fernandes+da+Silva.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv b682047687cc6d1a22f883ff8b27ad3f
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1792352310141124608