Proposta de suporte à qualidade de serviço baseada em SDN: um estudo de caso para instituições de ensino federal

• Autor(a) principal: CUNHA, David Carlos Pereira da
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/27510
• topic: Redes de computadores; Redes definidas por software

Um estudo especializado recente sobre tendências para 2021 mostra que o tráfego de vídeo (ao vivo e sob demanda) na internet deve ultrapassar 80% do tráfego global IP e é esperado um crescimento da qualidade dos vídeos devido ao aumento dos conteúdos em resoluções em ultra alta definição (4K ou 8K). Comportamento semelhante foi previsto para o cenário corporativo, que chegará a 70%. Motivados por essa tendência, também observamos, em especial nas instituições de ensino, que nem sempre o consumo principal é conteúdo educacional. A concorrência de tráfego, algo comum nos sistemas multimídia, pode trazer prejuízo ao desempenho das aplicações educacionais. Nesse cenário, o grande desafio é, ao mesmo tempo, incentivar a utilização das aplicações institucionais e suportar o tráfego gerado por plataformas como Youtube, Hangouts, Vimeo e Facebook live. O aumento da demanda e dos requisitos dos novos serviços críticos como vídeo monitoramento, telemedicina, videoconferência, VoIP e streaming, já não é suportado. E essas instituições têm concentrado esforços na melhoria das redes de acesso e aumento de largura de banda, o que ainda é complexo e custoso. A arquitetura tradicional das redes dificulta a distinção e priorização de serviços, além disso, outras necessidades surgem, como: controle de fluxo, processamento e controle de qualidade. As Software-defined Network (SDN) apresentam um novo paradigma de redes, fornecendo controle centralizado e programável para tomada decisões de controle sob o tráfego. O objetivo desta pesquisa é propor uma solução baseada em SDN para melhorar a QoS e QoE no tráfego multimídia educacional. Nos propusemos a estudar problemas relevantes e que são vivenciados em infraestruturas, principalmente de instituições de ensino federal. Uma consequência esperada é proporcionar uma melhoria qualitativa do conteúdo de vídeo disponibilizado, aumentando a presença institucional de aplicações avançadas como a telemedicina, monitoramento de campi e de sensores, videoconferências para EaD e streaming em tempo real. Desta forma, vislumbrando o crescimento do tráfego de vídeo na UFPE, o nosso ambiente precisa avaliar as soluções de Quality of Service (QoS) e Quality of Experience (QoE) com atenção especial para a modalidade Educação a Distância (EaD). Propusemos uma solução para classificação de tráfego priorização de serviços e como prova de conceito, construímos um ambiente experimental e avaliamos a eficácia em termos das métricas de vazão, jitter, PSNR, VQM e SSIM para tráfego de vídeo em tempo real. Os resultados obtidos indicaram melhorias de até 49% em relação à perda de quadros, 85% em relação à variação de atraso e vazão mínima garantida e estável quando da adoção da proposta num cenário de alto congestionamento.