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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Modelo de agrupamento dinâmico de múltiplos fluxos de dados utilizando VER em redes ópticas translúcidas
Authors: Abreu Neto, Carlos Fernando Silva Fernandes de
metadata.dc.creator: Abreu Neto, Carlos Fernando Silva Fernandes de
Abstract: Com o grande crescimento da demanda de tráfego nas redes de computadores, as Redes Ópticas Elásticas (do inglês, Elastic Optical Network (EON)) surgiram como uma promissora evolução tecnológica das redes ópticas para o desenvolvimento de soluções com foco na utilização eficiente dos recursos de rede. Diferentemente das tradicionais redes WDM (do inglês, Wavelength-division Multiplex), que trabalham com alocação de recursos de grade fixa, nas EONs a largura de banda (do inglês, band width (BW)) de um caminho óptico é escalável, podendo variar de acordo com a necessidade de cada conexão, adaptando-se dinamicamente a cada demanda de tráfego, garantindo o uso mais eficiente dos recursos espectrais. Neste contexto, o uso dos recursos torna-se cada vez mais equilibrado, possibilitando maior redução de custos em diversos fatores tecnológicos. No entanto, com a popularização da internet e a busca por atender uma maior gama de possibilidades tecnológicas com eficiência, pesquisadores vem concentrando seus esforços para uma utilização ainda mais estratégica destes recursos de rede. As Redes Ópticas Elásticas Translúcidas (do inglês, Translucent Elastic Optical Networks (EOT)), através de estratégicas eficientes, utiliza fortemente o conceito de elasticidade e adaptabilidade com o uso de equipamentos de regeneração do sinal. Os Regeneradores Elásticos Virtualizados (do inglês, Elastic Regenerator Virtualized (VER)) são equipamentos capazes de se adaptar dinamicamente de acordo com a demanda de tráfego, onde a medida que não são mais necessários, o VER é liberado para utilização de novas demandas. Desta forma é possível atender um número maior de conexões ópticas e atingir maiores distâncias com eficiência energética e redução de custo. Essas novas tecnologias de transmissão apresentam características complementarem, que as utilizando combinados a outros conceitos, trás grandes benefícios a empresas e usuários. O estabelecimento de conexões orientadas por prazo, pode ser adiado até o momento em que se tenha recursos disponíveis para atender ao prazo exigido. A possibilidade de programar uma requisição pode trazer benefícios tantos para usuários quanto para as empresas provedoras de serviços. Se não houver recursos disponíveis, o estabelecimento de uma nova conexão poderá ser adiado, desta forma é possível atender um maior número de requisições evitando aumento na taxa de bloqueios. Em conjunto com o provisionamento agendado das requisições, a criação de lotes de requisições, contribui para a flexibilização na hora de estabelecer novas conexões. Um lote é um conjunto de requisições que chegam em um determinado momento e que não são provisionadas de imediato, ou seja, cada requisição receberá um determinado deadline onde seu estabelecimento deverá ser atendido dentro deste prazo. Caso não haja recursos, ao final do deadline a conexão deverá ser bloqueada. O agendamento em lotes, permitem maiores combinações aproveitando ao máximo os recursos disponíveis de rede, evitando assim aumento do consumo energético e redução do número de bloqueios das requisições. Diante disso, este trabalho apresenta uma nova metodologia para enfrentar o problema do aumento exponencial de tráfego na rede de comunicação, considerando a redução de custo naturalmente prioritária. Para atingir tais expectativas, a metodologia proposta consiste no desenvolvimento de um modelo de agrupamento e compartilhamento dinâmico de recursos de equipamentos de regeneração, além da combinação de tecnologias na criação de lotes de requisição com provisionamento agendado. Os resultados obtidos através de simulações por software implementado pelo próprio autor, indicam que o modelo se mostrou eficaz, e foi capaz de reduzir consideravelmente a taxa de bloqueio, a quantidade de recursos com VER utilizado e consequentemente gerou maior eficiência energética, quando comparado aos mesmos métodos sem a utilização desta metodologia de agrupamento, criação de lotes de requisição e provisionamento agendado.
With the great growth in the demand for traffic on computer networks, Elastic Optical Networks emerged as a promising technological evolution of optical networks for the development of solutions focused on the efficient use of network resources. Unlike traditional WDM networks, which work with allocation of fixed grid resources, in EONs the bandwidth of an optical path is scalable, and may vary according to the need for each connection, adapting dynamically to each traffic demand, ensuring the most efficient use of spectral resources. In this context, the use of resources is becoming more and more balanced, enabling greater cost reduction in several technological factors. However, with the popularization of the internet and the search to serve a greater range of technological possibilities with efficiency, researchers have been focusing their efforts towards an even more strategic use of these network resources. Translucent Elastic Optical Networks, through efficient strategies, strongly use the concept of elasticity and adaptability with the use of signal regeneration equipment. The Virtualized Elastic Regenerators are devices capable of adapting dynamically according to the traffic demand, where as they are no longer needed, VER is released to use new demands. In this way it is possible to serve a greater number of optical connections and reach greater distances with energy efficiency and cost reduction. These new transmission technologies have complementary characteristics, which using them combined with other concepts, brings great benefits to companies and users. The establishment of term-oriented connections can be postponed until such time as resources are available to meet the required term. The possibility of scheduling a requisition can bring benefits to both users and service providers. If there are no resources available, the establishment of a new connection may be postponed, so it is possible to attend to a greater number of requests avoiding an increase in the blocking rate. In conjunction with the scheduled provisioning of requisitions, the creation of requisition batches contributes to flexibility when establishing new connections. A batch is a set of requests that arrive at a certain time and that are not immediately provisioned, that is, each request will receive a certain deadline where your establishment must be attended to within this period. If there are no resources, at the end of the deadline the connection must be blocked. Scheduling in batches allows for greater combinations, making the most of available network resources, thus avoiding an increase in energy consumption and reducing the number of blocking requests. Therefore, this work presents a new methodology to face the problem of exponential increase in traffic on the communication network, considering cost reduction naturally a priority. To achieve these expectations, the proposed methodology consists of the development of a dynamic pooling and resource sharing model for regeneration equipment, in addition to the combination of technologies in the creation of requisition batches with scheduled provisioning. The results obtained through simulations by software implemented by the author himself, indicate that the model proved to be effective, and was able to considerably reduce the blocking rate, the amount of resources with VER used and consequently generated greater energy efficiency, when compared to them methods without using this grouping methodology, creating requisition batches and scheduled provisioning.
Keywords: Alocação de regeneradores
Redes Ópticas Elásticas (EON)
Redes ópticas elásticas translúcidas (EOT)
Regenerador Elástico Virtualizado (VER)
Algoritmos
Computação
metadata.dc.subject.cnpq: Ciências Exatas e da Terra
Ciência da Computação
metadata.dc.publisher.country: brasil
metadata.dc.publisher.initials: UFBA
metadata.dc.publisher.program: em Ciência da Computação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/33514
Issue Date: 28-May-2021
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