Evaluation of policy based admission control mechanisms in NGN

The 3GPP consortium proposed in the release 7 of the IP Multimedia Subsystem (IMS) a Diameter interface for the resource admission communication process replacing the previous COPS solution. Although both academic and industry communities have deeply debate the advantages and disadvantages of each protocol, its impact in NGN may have not been thoroughly quantified. This paper compares both protocols in terms of messages exchanged between network entities, and of bandwidth requirements during the admission control process. Based on general network operator environment characteristics, we present several exploitation scenarios where it is analyzed the scalability and adequacy of each protocol

Gestão por políticas: arquitectura e aplicações

Neste artigo é feita uma abordagem à gestão de redes baseadas em políticas focando a arquitectura PBN (Policy-Based Networking) proposta no âmbito do grupo de trabalho Policy Framework do IETF (Internet Engineering Task Force). São evidenciados os principais aspectos desta arquitectura, desde os protocolos de comunicação até às linguagens de especificação de políticas, passando pelos modelos necessários à representação de informação. Relativamente às linguagens de especificação de políticas, apresenta-se uma visão geral sobre a sua aplicabilidade na arquitectura PBN. No âmbito dos protocolos de difusão de política, destacase o protocolo COPS (Common Open Policy Service) e COPS-PR (COPS for Policy provisioning). O artigo termina com a descrição de uma aplicação de gestão de firewalls através do uso de políticas. Esta aplicação baseia-se na arquitectura de gestão por políticas (PBN) proposta e aplica a linguagem SPSL e o protocolo COPS-PR

New Challenges in Quality of Services Control Architectures in Next Generation Networks

A mesura que Internet i les xarxes IP s'han anat integrant dins la societat i les corporacions, han anat creixent les expectatives de nous serveis convergents així com les expectatives de qualitat en les comunicacions. Les Next Generation Networks (NGN) donen resposta a les noves necessitats i representen el nou paradigma d'Internet a partir de la convergència IP. Un dels aspectes menys desenvolupats de les NGN és el control de la Qualitat del Servei (QoS), especialment crític en les comunicacions multimèdia a través de xarxes heterogènies i/o de diferents operadors. A més a més, les NGN incorporen nativament el protocol IPv6 que, malgrat les deficiències i esgotament d'adreces IPv4, encara no ha tingut l'impuls definitiu.Aquesta tesi està enfocada des d'un punt de vista pràctic. Així doncs, per tal de poder fer recerca sobre xarxes de proves (o testbeds) que suportin IPv6 amb garanties de funcionament, es fa un estudi en profunditat del protocol IPv6, del seu grau d'implementació i dels tests de conformància i interoperabilitat existents que avaluen la qualitat d'aquestes implementacions. A continuació s'avalua la qualitat de cinc sistemes operatius que suporten IPv6 mitjançant un test de conformància i s'implementa el testbed IPv6 bàsic, a partir del qual es farà la recerca, amb la implementació que ofereix més garanties.El QoS Broker és l'aportació principal d'aquesta tesi: un marc integrat que inclou un sistema automatitzat per gestionar el control de la QoS a través de sistemes multi-domini/multi-operador seguint les recomanacions de les NGN. El sistema automatitza els mecanismes associats a la configuració de la QoS dins d'un mateix domini (sistema autònom) mitjançant la gestió basada en polítiques de QoS i automatitza la negociació dinàmica de QoS entre QoS Brokers de diferents dominis, de forma que permet garantir QoS extrem-extrem sense fissures. Aquesta arquitectura es valida sobre un testbed de proves multi-domini que utilitza el mecanisme DiffServ de QoS i suporta IPv6.L'arquitectura definida en les NGN permet gestionar la QoS tant a nivell 3 (IP) com a nivell 2 (Ethernet, WiFi, etc.) de forma que permet gestionar també xarxes PLC. Aquesta tesi proposa una aproximació teòrica per aplicar aquesta arquitectura de control, mitjançant un QoS Broker, a les noves xarxes PLC que s'estan acabant d'estandarditzar, i discuteix les possibilitats d'aplicació sobre les futures xarxes de comunicació de les Smart Grids.Finalment, s'integra en el QoS Broker un mòdul per gestionar l'enginyeria del tràfic optimitzant els dominis mitjançant tècniques de intel·ligència artificial. La validació en simulacions i sobre un testbed amb routers Cisco demostra que els algorismes genètics híbrids són una opció eficaç en aquest camp.En general, les observacions i avenços assolits en aquesta tesi contribueixen a augmentar la comprensió del funcionament de la QoS en les NGN i a preparar aquests sistemes per afrontar problemes del món real de gran complexitat.A medida que Internet y las redes IP se han ido integrando dentro de la sociedad y las corporaciones, han ido creciendo las expectativas de nuevos servicios convergentes así como las expectativas de calidad en las comunicaciones. Las Next Generation Networks (NGN) dan respuesta a las nuevas necesidades y representan el nuevo paradigma de Internet a partir de la convergencia IP. Uno de los aspectos menos desarrollados de las NGN es el control de la Calidad del Servicio (QoS), especialmente crítico en las comunicaciones multimedia a través de redes heterogéneas y/o de diferentes operadores. Además, las NGN incorporan nativamente el protocolo IPv6 que, a pesar de las deficiencias y agotamiento de direcciones IPv4, aún no ha tenido el impulso definitivo.Esta tesis está enfocada desde un punto de vista práctico. Así pues, con tal de poder hacer investigación sobre redes de prueba (o testbeds) que suporten IPv6 con garantías de funcionamiento, se hace un estudio en profundidad del protocolo IPv6, de su grado de implementación y de los tests de conformancia e interoperabilidad existentes que evalúan la calidad de estas implementaciones. A continuación se evalua la calidad de cinco sistemas operativos que soportan IPv6 mediante un test de conformancia y se implementa el testbed IPv6 básico, a partir del cual se realizará la investigación, con la implementación que ofrece más garantías.El QoS Broker es la aportación principal de esta tesis: un marco integrado que incluye un sistema automatitzado para gestionar el control de la QoS a través de sistemas multi-dominio/multi-operador siguiendo las recomendaciones de las NGN. El sistema automatiza los mecanismos asociados a la configuración de la QoS dentro de un mismo dominio (sistema autónomo) mediante la gestión basada en políticas de QoS y automatiza la negociación dinámica de QoS entre QoS brokers de diferentes dominios, de forma que permite garantizar QoS extremo-extremo sin fisuras. Esta arquitectura se valida sobre un testbed de pruebas multi-dominio que utiliza el mecanismo DiffServ de QoS y soporta IPv6. La arquitectura definida en las NGN permite gestionar la QoS tanto a nivel 3 (IP) o como a nivel 2 (Ethernet, WiFi, etc.) de forma que permite gestionar también redes PLC. Esta tesis propone una aproximación teórica para aplicar esta arquitectura de control, mediante un QoS Broker, a las noves redes PLC que se están acabando de estandardizar, y discute las posibilidades de aplicación sobre las futuras redes de comunicación de las Smart Grids.Finalmente, se integra en el QoS Broker un módulo para gestionar la ingeniería del tráfico optimizando los dominios mediante técnicas de inteligencia artificial. La validación en simulaciones y sobre un testbed con routers Cisco demuestra que los algoritmos genéticos híbridos son una opción eficaz en este campo.En general, las observaciones y avances i avances alcanzados en esta tesis contribuyen a augmentar la comprensión del funcionamiento de la QoS en las NGN y en preparar estos sistemas para afrontar problemas del mundo real de gran complejidad.The steady growth of Internet along with the IP networks and their integration into society and corporations has brought with it increased expectations of new converged services as well as greater demands on quality in communications. The Next Generation Networks (NGNs) respond to these new needs and represent the new Internet paradigm from the IP convergence. One of the least developed aspects in the NGNs is the Quality of Service (QoS) control, which is especially critical in the multimedia communication through heterogeneous networks and/or different operators. Furthermore, the NGNs natively incorporate the IPv6 protocol which, despite its shortcomings and the depletion of IPv4 addresses has not been boosted yet.This thesis has been developed with a practical focus. Therefore, with the aim of carrying out research over testbeds supporting the IPv6 with performance guarantees, an in-depth study of the IPv6 protocol development has been conducted and its degree of implementation and the existing conformance and interoperability tests that evaluate these implementations have been studied. Next, the quality of five implementations has been evaluated through a conformance test and the basic IPv6 testbed has been implemented, from which the research will be carried out. The QoS Broker is the main contribution to this thesis: an integrated framework including an automated system for QoS control management through multi-domain/multi-operator systems according to NGN recommendations. The system automates the mechanisms associated to the QoS configuration inside the same domain (autonomous system) through policy-based management and automates the QoS dynamic negotiation between peer QoS Brokers belonging to different domains, so it allows the guarantee of seamless end-to-end QoS. This architecture is validated over a multi-domain testbed which uses the QoS DiffServ mechanism and supports IPv6.The architecture defined in the NGN allows QoS management at level 3 (IP) as well as at level 2 (e.g. Ethernet, WiFi) so it also facilitates the management of PLC networks. Through the use of a QoS Broker, this thesis proposes a theoretical approach for applying this control architecture to the newly standardized PLC networks, and discusses the possibilities of applying it over the future communication networks of the Smart Grids.Finally, a module for managing traffic engineering which optimizes the network domains through artificial intelligence techniques is integrated in the QoS Broker. The validations by simulations and over a Cisco router testbed demonstrate that hybrid genetic algorithms are an effective option in this area.Overall, the advances and key insights provided in this thesis help advance our understanding of QoS functioning in the NGNs and prepare these systems to face increasingly complex problems, which abound in current industrial and scientific applications

Initial service management architecture

This document describes D2.2 of the Internet Next Generation project. Internet Next Generation is a project performed within the context of the Gigaport programme, and is funded by many organizations within the Netherlands. The architecture that is described within this document explains how customers of a Differentiated Services (DiffServ) network can manage the service that is provided by them, by reading and modifying QoS parameters in an interactive way. Which parameters are available and which values these parameters can take, is defined in the Service Level Specification (SLS), which is part of the Service Level Agreement (SLA). The form of management in which customers can modify the behaviour of the provided service is called Customer Service Management (CSM); the idea that customers can manage the behaviour of the provided service is not only interesting in case of DiffServ, but also in cases like Mobile IP, IP security or Virtual Private Networks (VPNs). The scope of this deliverable is restricted to QoS management in a DiffServ environment; a subsequent deliverable will extend this work and address how service .management can be performed in other environments, like IntServ / RSVP. This new deliverable will also address the problem of inter domain management

Provide quality of service for differentiated services networks by policy-based networking

Master'sMASTER OF ENGINEERIN

An ICT-oriented Management Solution for NGNs

NGN architecture reused several standards from the IP world, as exemplified by the Session Initiation Protocol SIP, which is ubiquitous in the majority of these network components. However, the NGN management architecture simply presented a very generic management model that follows TMN. Several management technologies are proposed, such as Web services, CORBA and SNMP, to implement management solutions. Network and systems management standardizing bodies currently promote newer technologies that aim to solve known shortcomings to these. This paper proposes a management solution for NGNs based on recent IP world technologies. The presented solution was implemented in the form of a middleware to manage NGN elements. This middleware was used in the management of an element belonging to the IP Multimedia Subsystem platform, namely the Policy and Charging Rules Function

End-to-end QoS architecture for 4G scenarios

This paper describes the QoS architecture and the corresponding QoS signalling protocols to be developed inside the IST project Daidalos. We address the main results achieved in terms of the definition of the QoS components and its interfaces, the description of the application and network services, definition of the signalling scenarios for the integration of the QoS signalling with the application signalling and with mobility approaches, and specification of the intra- and inter- domain QoS control approaches. We also describe the QoS management of the system, through the Policy–based Management System, and a Real-time Network Monitoring system able to aid in admission control with the results of active and passive measurements. All the elements, interfaces and functionalities take into account multicast services and inherent broadcast networks

Controlo transaccional em sistemas de gestão de redes por políticas

A gestão das redes tornou-se, nos últimos anos, um tema de máxima importância para as empresas dado que a sua organização, os fluxos de informação e métodos de trabalho, quer interna quer externamente, estão cada vez mais dependente do bom funcionamento de redes de comunicações. Esta dependência faz com que a disponibilidade e desempenho destas infra-estruturas e serviços sejam actualmente factores determinantes para o seu sucesso. Tem-se assistido também a um aumento quer a nível de tamanho, quer a nível de complexidade das redes, o que implica o desenvolvimento rápido de mecanismos de configuração normalizados para que a sua gestão seja feita de uma forma eficaz e rápida. Espera-se que estes mecanismos estejam também fortemente ligados a sistemas de tolerância a falhas bem como a sistemas de gestão de desempenho. O conceito de gestão por políticas surgiu nos últimos anos como o paradigma “ideal” para tratar este tipo de necessidades. As aplicações de gestão de rede por políticas para configuração de rede em domínios administrativos podem ser bastante complexas a nível da própria estrutura, bem como devido aos relacionamentos possíveis de existir entre as suas partes constituintes. Apesar dos mecanismos de controlo transaccional terem vindo a ser relegados para plano secundário no âmbito da gestão de redes, a sua implementação assume um papel cada vez mais importante, nomeadamente no contexto de gestão baseada em políticas. Neste artigo apresenta-se um mecanismo de controlo transaccional para sistemas de gestão de redes por políticas