Gerenciamento de tráfego dinâmico com ciência de energia para redes definidas por software
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/8286 |
Resumo: | Nos dias atuais, o consumo de energia é uma questão central em redes de computadores. Em muitos casos, os recursos de rede são superdimensionados para lidar com a sobrecarga de tráfego, o que obviamente, incorre em desperdício de recursos e alto custo de energia durante a maior parte do tempo. Entretanto, é possível desativar enlaces e dispositivos de rede, como comutadores, para reduzir o consumo de energia durante períodos de subutilização e, como consequência, reduzir os custos operacionais. Neste trabalho, nós apresentamos um mecanismo de gerenciamento de tráfego dinâmico ciente do consumo de energia utilizando redes definidas por software ou Software-Defined Networks(SDN). SDN permite uma programabilidade de rede, de forma flexível, através de um controlador centralizado. Tal programabilidade não pode ser facilmente alcançada por arquiteturas de rede tradicionais. O mecanismo proposto explora esta característica para, dinamicamente, melhorar o roteamento de trafego através dos comutadores, desativando enlaces e permitindo que o controlador SDN desligue um comutador em tempo real. Além do mais, o controlador tenta agregar os tráfegos de fluxos, reduzindo o número total de caminhos fim-a-fim, permitindo uma melhor utilização da rede. Avaliamos o mecanismo proposto, emulando um ambiente SDN realista baseado em uma topologia típica de campus. Consideramos diferentes níveis de tráfego, partindo de uma carga leve até cenários com sobrecarga de tráfego. Os resultados evidenciam que a economia de energia alcançada pela solução proposta, é de 46,01% em um cenário de baixa carga, 36,72% em um cenário de carga média e 17,86% em um cenário considerado sobrecarregado. |
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Entretanto, é possível desativar enlaces e dispositivos de rede, como comutadores, para reduzir o consumo de energia durante períodos de subutilização e, como consequência, reduzir os custos operacionais. Neste trabalho, nós apresentamos um mecanismo de gerenciamento de tráfego dinâmico ciente do consumo de energia utilizando redes definidas por software ou Software-Defined Networks(SDN). SDN permite uma programabilidade de rede, de forma flexível, através de um controlador centralizado. Tal programabilidade não pode ser facilmente alcançada por arquiteturas de rede tradicionais. O mecanismo proposto explora esta característica para, dinamicamente, melhorar o roteamento de trafego através dos comutadores, desativando enlaces e permitindo que o controlador SDN desligue um comutador em tempo real. Além do mais, o controlador tenta agregar os tráfegos de fluxos, reduzindo o número total de caminhos fim-a-fim, permitindo uma melhor utilização da rede. Avaliamos o mecanismo proposto, emulando um ambiente SDN realista baseado em uma topologia típica de campus. Consideramos diferentes níveis de tráfego, partindo de uma carga leve até cenários com sobrecarga de tráfego. Os resultados evidenciam que a economia de energia alcançada pela solução proposta, é de 46,01% em um cenário de baixa carga, 36,72% em um cenário de carga média e 17,86% em um cenário considerado sobrecarregado.Energy consumption is a central issue in computer networks nowadays. In most cases, networks resources are overprovisioned to handle overloaded traffic, which clearly incurs into waist of resources and high energy costs during the major time. However, it is possible to proper deactivate links and network devices, as switches, to reduce energy consumption during underutilization periods and, as consequence, decrease operational costs. In this work, we present an energy-aware dynamic traffic management mechanism for Software-Defined Networks (SDN). SDN allows a flexible network programmability through a centralized controller, which cannot be achieved by traditional architectures. The proposed mechanism explores this feature to optimize traffic routing throughout switches, disabling links and allowing the SDN controller to turn-off switches on the fly. Moreover, it dynamically tries to aggregate traffic flows, reducing the total number of endto- end paths, which allows a better network usage. We evaluated the proposed mechanism by emulating a realistic campus-based SDN environment. We considered different traffic levels, ranging from lightweight to overloaded scenarios. Results highlight the energy savings achieved by the proposed solution is 46.01% in a low load scenario, 36.72 % in a medium load scenario and 17.86 % in a considered overloaded scenario.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Ciência da ComputaçãoUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOEficiência energéticaRedes definidas por softwareGerência de redesRedes de computadoresEnergy-efficiencySoftware-defined networkingNetwork managementComputer networksGerenciamento de tráfego dinâmico com ciência de energia para redes definidas por softwareinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTEXTwallacenascimentoparaizo.pdf.txtwallacenascimentoparaizo.pdf.txtExtracted texttext/plain158849https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8286/3/wallacenascimentoparaizo.pdf.txt8627e55f8fe00ad6a9e3d96d482b9ed1MD53THUMBNAILwallacenascimentoparaizo.pdf.jpgwallacenascimentoparaizo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1151https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8286/4/wallacenascimentoparaizo.pdf.jpga827e339e3685e91f342fd68d15bf6d7MD54ORIGINALwallacenascimentoparaizo.pdfwallacenascimentoparaizo.pdfapplication/pdf2300345https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8286/1/wallacenascimentoparaizo.pdf19362a0b85925da7540aa0cb131118a0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82197https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/8286/2/license.txt000e18a5aee6ca21bb5811ddf55fc37bMD52ufjf/82862019-06-16 11:38:01.546oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-06-16T14:38:01Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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