Uma metodologia de engenharia de tráfego baseada na abordagem auto-similar para a caracterização de parâmetros e a otimização de redes multimídia

Abstract

Este trabalho propõe uma metodologia de engenharia de tráfego que tem como base a caracterização do tráfego em uma rede multimídia. A metodologia tem como objetivos a otimização das capacidades dos enlaces da rede e do tamanho das filas assim como a preservação da estabilidade operativa da rede ao otimizar o mapeamento de novos fluxos em caminhos virtuais. É proposto um modelo de tráfego híbrido que considera a topologia de uma rede do tipo backbone com tecnologia de comutação de etiquetas e tráfego agregados auto-similar e de Poisson. O modelo de tráfego proposto permite, então, o cálculo de métricas de QoS que estabelecem limites superiores para o tráfego agregado da rede. Com o cálculo dessas métricas é possível implementar o processo de otimização de planejamento da rede e avaliar o impacto da introdução de novas aplicações. Foi proposto e avaliado um algoritmo que integra o processo de otimização de planejamento e mapeamento do tráfego em rotas. Com diversos tipos de séries de tráfego foram feitas avaliações do algoritmo proposto e os resultados foram comparados com simulações. A comparação confirmou que o método proposto consegue, na maioria dos casos, estabelecer um limite superior aceitável para os valores das métricas de QoS na rede, o que permite a realização do processo de otimização. Os resultados obtidos validam a metodologia proposta neste trabalho como de utilidade prática em redes operativas de grande porte devido ao baixo custo computacional que um modelo analítico tem em relação à simulação destes ambientes. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work proposes a traffic engineering methodology based in multimedia traffic characterization. The methodology goals are the optimization of capacities of network links and buffers as well as the preservation of the network operation stability when optimizing the task of mapping flows into network virtual paths. A hybrid traffic model is proposed, which considers the network topology of a backbone network with label switching technology and aggregated self-similar and Poisson traffic flows. The proposed traffic model permits the calculus of more accurate QoS metrics, which allows the establishment of upper QoS limits for aggregated traffic flows in the network. With the metrics calculus, it is possible to implement the optimization procedure of network planning and evaluate the impact of introducing new applications. Also, an algorithm which integrates the optimization of network planning and flows mapping is proposed. With different traffic series, an evaluation of the proposed algorithm is made and the results were compared with simulations. The comparison showed that the proposed method achieves, in most of the cases, the establishment of an acceptable upper limit for the QoS metric values in the network, which allows the execution of the optimization process. The results validate the proposed methodology of this work as a practical method for wide operative networks due the litte computational effort that an analytical model has in comparison to the simulation of these environments.