Survivability aspects of future optical backbone networks

In huidige glasvezelnetwerken kan een enkele vezel een gigantische hoeveelheid data dragen, ruwweg het equivalent van 25 miljoen gelijktijdige telefoongesprekken. Hierdoor zullen netwerkstoringen, zoals breuken van een glasvezelkabel, de communicatie van een groot aantal eindgebruikers verstoren. Netwerkoperatoren kiezen er dan ook voor om hun netwerk zo te bouwen dat zulke grote storingen automatisch opgevangen worden. Dit proefschrift spitst zich toe op twee aspecten rond de overleefbaarheid in toekomstige optische netwerken. De eerste doelstelling die beoogd wordt is het tot stand brengen vanrobuuste dataverbindingen over meerdere netwerken. Door voldoende betrouwbare verbindingen tot stand te brengen over een infrastructuur die niet door een enkele entiteit wordt beheerd kan men bv. weredwijd Internettelevisie van hoge kwaliteit aanbieden. De bestudeerde oplossing heeft niet enkel tot doel om deze zeer betrouwbare verbinding te berekenen, maar ook om dit te bewerkstelligen met een minimum aan gebruikte netwerkcapaciteit. De tweede doelstelling was om een antwoord te formuleren om de vraag hoe het toepassen van optische schakelsystemen gebaseerd op herconfigureerbare optische multiplexers een impact heeft op de overleefbaarheid van een optisch netwerk. Bij lagere volumes hebben optisch geschakelde netwerken weinig voordeel van dergelijke gesofistikeerde methoden. Elektronisch geschakelde netwerken vertonen geen afhankelijkheid van het datavolume en hebben altijd baat bij optimalisatie

A framework for Traffic Engineering in software-defined networks with advance reservation capabilities

298 p.En esta tesis doctoral se presenta una arquitectura software para facilitar la introducción de técnicas de ingeniería de tráfico en redes definidas por software. La arquitectura ha sido diseñada de forma modular, de manera que soporte múltiples casos de uso, incluyendo su aplicación en redes académicas. Cabe destacar que las redes académicas se caracterizan por proporcionar servicios de alta disponibilidad, por lo que la utilización de técnicas de ingeniería de tráfico es de vital importancia a fin de garantizar la prestación del servicio en los términos acordados. Uno de los servicios típicamente prestados por las redes académicas es el establecimiento de circuitos extremo a extremo con una duración determinada en la que una serie de recursos de red estén garantizados, conocido como ancho de banda bajo demanda, el cual constituye uno de los casos de uso en ingeniería de tráfico más desafiantes. Como consecuencia, y dado que esta tesis doctoral ha sido co-financiada por la red académica GÉANT, la arquitectura incluye soporte para servicios de reserva avanzada. La solución consiste en una gestión de los recursos de red en función del tiempo, la cual mediante el empleo de estructuras de datos y algoritmos específicamente diseñados persigue la mejora de la utilización de los recursos de red a la hora de prestar este tipo de servicios. La solución ha sido validada teniendo en cuenta los requisitos funcionales y de rendimiento planteados por la red GÉANT. Así mismo, cabe destacar que la solución será utilizada en el despliegue piloto del nuevo servicio de ancho de banda bajo demanda de la red GÉANT a finales del 2017

Deliverable JRA1.1: Evaluation of current network control and management planes for multi-domain network infrastructure

This deliverable includes a compilation and evaluation of available control and management architectures and protocols applicable to a multilayer infrastructure in a multi-domain Virtual Network environment.The scope of this deliverable is mainly focused on the virtualisation of the resources within a network and at processing nodes. The virtualization of the FEDERICA infrastructure allows the provisioning of its available resources to users by means of FEDERICA slices. A slice is seen by the user as a real physical network under his/her domain, however it maps to a logical partition (a virtual instance) of the physical FEDERICA resources. A slice is built to exhibit to the highest degree all the principles applicable to a physical network (isolation, reproducibility, manageability, ...). Currently, there are no standard definitions available for network virtualization or its associated architectures. Therefore, this deliverable proposes the Virtual Network layer architecture and evaluates a set of Management- and Control Planes that can be used for the partitioning and virtualization of the FEDERICA network resources. This evaluation has been performed taking into account an initial set of FEDERICA requirements; a possible extension of the selected tools will be evaluated in future deliverables. The studies described in this deliverable define the virtual architecture of the FEDERICA infrastructure. During this activity, the need has been recognised to establish a new set of basic definitions (taxonomy) for the building blocks that compose the so-called slice, i.e. the virtual network instantiation (which is virtual with regard to the abstracted view made of the building blocks of the FEDERICA infrastructure) and its architectural plane representation. These definitions will be established as a common nomenclature for the FEDERICA project. Other important aspects when defining a new architecture are the user requirements. It is crucial that the resulting architecture fits the demands that users may have. Since this deliverable has been produced at the same time as the contact process with users, made by the project activities related to the Use Case definitions, JRA1 has proposed a set of basic Use Cases to be considered as starting point for its internal studies. When researchers want to experiment with their developments, they need not only network resources on their slices, but also a slice of the processing resources. These processing slice resources are understood as virtual machine instances that users can use to make them behave as software routers or end nodes, on which to download the software protocols or applications they have produced and want to assess in a realistic environment. Hence, this deliverable also studies the APIs of several virtual machine management software products in order to identify which best suits FEDERICA’s needs.Postprint (published version

A framework for Traffic Engineering in software-defined networks with advance reservation capabilities

298 p.En esta tesis doctoral se presenta una arquitectura software para facilitar la introducción de técnicas de ingeniería de tráfico en redes definidas por software. La arquitectura ha sido diseñada de forma modular, de manera que soporte múltiples casos de uso, incluyendo su aplicación en redes académicas. Cabe destacar que las redes académicas se caracterizan por proporcionar servicios de alta disponibilidad, por lo que la utilización de técnicas de ingeniería de tráfico es de vital importancia a fin de garantizar la prestación del servicio en los términos acordados. Uno de los servicios típicamente prestados por las redes académicas es el establecimiento de circuitos extremo a extremo con una duración determinada en la que una serie de recursos de red estén garantizados, conocido como ancho de banda bajo demanda, el cual constituye uno de los casos de uso en ingeniería de tráfico más desafiantes. Como consecuencia, y dado que esta tesis doctoral ha sido co-financiada por la red académica GÉANT, la arquitectura incluye soporte para servicios de reserva avanzada. La solución consiste en una gestión de los recursos de red en función del tiempo, la cual mediante el empleo de estructuras de datos y algoritmos específicamente diseñados persigue la mejora de la utilización de los recursos de red a la hora de prestar este tipo de servicios. La solución ha sido validada teniendo en cuenta los requisitos funcionales y de rendimiento planteados por la red GÉANT. Así mismo, cabe destacar que la solución será utilizada en el despliegue piloto del nuevo servicio de ancho de banda bajo demanda de la red GÉANT a finales del 2017

Optimization of traffic flows in multiservice telecomunications networks

This dissertation investigates routing optimization in IP telecommunication networks, under normal working conditions as well as under failure conditions. The main objectives of the present optimization procedure are the minimization of the maximum link utilization in the network and to provide a configuration that guarantees a 100% survivability degree. Traditionally two different steps are used to achieve this goal. The first one aims to solve the well known “General Routing Problem (GRP)” in order to find the optimal routing network configuration and, successively, a set of “optimal” backup paths is found in order to guarantee network survivability. Furthermore, traditional survivable techniques assume that the planning tasks are performed in a network control center while restoration schemes are implemented distributively in network nodes. In this dissertation innovative linear programming models are presented that, making use of the Multi Protocol Label Switching – Traffic Engineering (MPLS-TE) techniques and IS-IS/OSPF IP routing protocol, melt routing and survivability requirements. The models are extremely flexible, thus it is possible to improve the objective function in order to fit itself to newer applications and/or traffic typologies. The models presented in this dissertation help Internet Service Providers to optimize their network resources and to guarantee connectivity in case of failure, while still be able to offer a good quality of service

Dynamic routing and load balancing in IP-over-WDM networks

Master'sMASTER OF ENGINEERIN