Balanceamento de carga entre caminhos utilizando redes definidas por software

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Alisson Cavalcante e
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
• Palavras-chave em Português: Electronic engineering; Computer network; Routers (Computer networks); Ethernet (Local computer networks); SDN; Load balancing; Engenharia eletrônica; Redes de computadores; Roteadores (Redes de computadores); Ethernet (Redes locais de computadores); Balanceamento de carga; ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16476

Na última década, o volume de dados produzido e armazenado em escala global aumentou significativamente. Na busca em manter o consumo de informação e de serviços ocorrendo de forma ininterrupta, as empresas estão investindo em enlaces redundantes com o propósito de diminuir as chances de uma indisponibilidade do acesso à Internet. Assim, dispondo de enlaces redundantes é possível utilizá-los não somente durante as situações de indisponibilidade, mas como também no dia a dia realizando balanceamento de carga entre eles. O balanceamento de carga entre enlaces pode ser realizado utilizando roteamento por multicaminhos. Assim, os fluxos de dados podem ser distribuídos simultaneamente por mais de um caminho existente entre origem e destino. Contudo, algumas redes como a Ethernet utilizam o modelo de encaminhamento de pacotes de caminho único baseado no Spanning Tree Protocol (STP) para evitar loops na rede, em situações que múltiplos comutadores Ethernet são interligados entre si. Tal característica não permite a utilização de enlaces ociosos para diminuir o congestionamento do caminho e aumentar a largura de banda agregada da rede. Como solução, este trabalho apresenta uma proposta de mecanismo de balanceamento de carga entre caminhos utilizando redes definidas por software (SDNs - Software Defined Networks). O mecanismo proposto, denominado MLB (Multipath Load Balance), é baseado em um mecanismo de balanceamento de carga usando redes SDN proposto na literatura. Porém, diferentemente desse mecanismo da literatura, este realiza computação de caminhos com enlaces disjuntos e conta com um controle de comutação que verifica se a ocupação atual do caminho ultrapassa 50% de sua capacidade e se o potencial novo caminho computado apresenta uma ocupação pelo menos 10% menor do que a do caminho atual, de forma a não realizar a troca de caminhos sem que haja um ganho razoável. Sendo assim, como forma de avaliar o funcionamento do mecanismo proposto, este trabalho também apresenta uma avaliação de desempenho que compara o funcionamento dos dois mecanismos com o modo de funcionamento padrão do controlador de SDN OpenDaylight (ODL). Os resultados obtidos mostram que com uso do MLB foi possível aumentar em 95% o valor da largura de banda agregada e diminuir em cerca de 44,2% a perda de pacotes em comparação ao modo de funcionamento padrão do ODL.