CPGEI (Mestrado) Marcos Mincov Tenório - 19/08/11

Metodologias Para Roteamento Ótimo em Redes de Telecomunicações

Resumo:  O gerenciamento do tráfego na Internet tornou-se essencial devido a grande utilização de serviços em rede nos últimos anos. Assim, para executar alguns serviços que demandam um certo grau de qualidade é necessário otimizar o uso de recursos existentes. Provedores de serviços de Internet são responsáveis por rotear o tráfego, utilizando protocolos que encaminham dados da origem ao destino. Um dos protocolos mais utilizado mundialmente é o Open Shortest Path First (OSPF). A qualidade das rotas oferecidas pelo protocolo OSPF depende dos pesos atribuídos pelo operador de rede às ligações (enlaces). A determinação destes pesos depende dos critérios técnicos ou econômicos considerados necessários por parte da empresa provedora de serviços telemáticos. Nesta dissertação aborda-se o problema de rotear a demanda de tráfego na rede com o objetivo de oferecer uma qualidade de serviço satisfatória por meio de uma atribuição inteligente de pesos aos enlaces. O problema de atribuição de pesos (WSP), consiste em encontrar um conjunto de pesos OSPF que otimiza o desempenho da rede. Para solução deste problema, a literatura científica apresenta algoritmos que, na sua maioria, buscam equilibrar o tráfego na rede pelo ajuste correto da carga de cada enlace. Essa dissertação visa solucionar o WSP propondo uma nova abordagem que leva em consideração a perda de pacotes em caminhos origem-destino e a sobrecarga gerada em cada enlace. Também uma formulação estendida é proposta, permitindo a obtenção de um conjunto de pesos operacionais em ambientes normais e em ambientes onde ocorrem falhas de nós. A aplicação de duas heurísticas conhecidas, Simulated Annealing e Harmony Search, a este problema permite encontrar soluções satisfatórias para os critérios de desempenho especificados.

Palavras-chave: Redes de Telecomunicações, Protocolo OSPF, Qualidade de Serviço, Problema de Atribuição de Pesos

Optimum Routing Methodologies in Telecommunication Networks

Abstract: The Internet traffic management becomes essential due the large use of Internet services in recent years. Balancing the use of existing IP resources allows to perform high quality services. Internet Service Providers (ISP) are responsible for routing data that are sent along the network links from a source to a destination host. A routing protocol is used to perform this task. The most commonly used routing protocol is OSPF (Open Shortest Path First). The quality of the routes offered by the OSPF protocol mainly depends on weights that are assigned by the network operator to the links. The determination of these weights depends on technical or economic criteria deemed necessary by the ISPs. This master thesis addresses the routing problem aiming network quality of service by optimizing the weights assigned to links. The weight setting problem (WSP) corresponds to find a set of OSPF weights that optimize network performance. To solve this problem, the scientific literature shows algorithms that mostly seek to balance the network traffic by the correct setting of link loads. This work aims to solve the WSP proposing a new approach that takes into account packet losses over origin-destination paths and the links overhead. Also an extended formulation is proposed, allowing to obtain a set of operating weights in normal environments and in environments where node failures can occur. The application of two known heuristics, Simulated Annealing and Harmony Search, to this problem allows to find satisfactory solutions to the performance criteria specified.

Keywords: Telecommunication Networks, OSPF Protocol, Quality of Service, Weight Setting Problem

Lista de publicações:

HOFFMANN, J.R.; TENÓRIO, M.M.; WILLE, E.; GODOY, W.; APLICAÇÃO DE ALGORITMOS GENÉTICOS NO PROBLEMA DE BUSCA DE CONJUNTOS DE INFORMAÇÃO. XXIX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE TELECOMUNICAÇÕES, CURITIBA, PR.