Implementación de mecanismos de transición al protocolo IPv6 en VNUML y en una red Windows

El objetivo de la presente tesis es implementar un laboratorio virtual para simular los mecanismos de transición vigentes en redes IPv4/IPv6, aplicándolos en el enrutamiento dinámico, y para facilitar su implementación en una red de área local con usuarios Windows. La metodología usada en este documento consiste en, por un lado, establecer un enlace a un repositorio remoto con el uso de la herramienta Apache Subversion. En donde, bajo la supervisión del Asesor de la tesis, se realiza el control de versiones de los escenarios virtuales y del documento de la tesis. Así mismo, a través de reuniones presenciales y virtuales con la herramienta de comunicación Skype, se verifica el avance del presente trabajo. Por otro lado, en cuanto al desarrollo de la tesis, en primer lugar, se diseña la topología de los escenarios para su posterior implementación a través de la lógica del lenguaje de programación de la herramienta de virtualización. En segundo lugar, se realiza la ejecución de pruebas de conectividad y eficiencia de los escenarios virtuales. Y, en tercer lugar, a partir del resultado de las pruebas obtenidas en los escenarios virtuales, se selecciona los mecanismos adecuados para lograr la migración de una red con clientes Windows a IPv6. Esto, sin afectar los servicios y la operatividad de la red. En el Capítulo I, se describe la necesidad de adoptar el protocolo IPv6. Se exponen las ventajas del protocolo IPv6 sobre IPv4. Además, se analiza los mecanismos de traducción, NAT64+DNS64, y de túneles, 6to4 y 6RD; se describe el protocolo ICMPv6, el papel que cumple en el direccionamiento dinámico IPv6 y en el sistema de nombres de dominio (DNS) en IPv6. Así mismo, se muestra la situación actual de la Red Académica Peruana RAAP y de los operadores de telecomunicaciones en la adopción de IPv6. En relación a la tendencia actual de los mecanismos de transición en las redes móviles, se describe el estado y uso de las tecnologías, como Dual- Stack y 464XLAT. Por otro lado, el primer aporte de la tesis se muestra en el Capítulo II. La implementación de los escenarios virtuales utilizando una herramienta desarrollada por la Universidad Politécnica de Madrid llamada VNUML. En donde, el único requerimiento que permite ejecutar los escenarios completos es adecuar un solo equipo anfitrión con capacidades de procesamiento y almacenamiento necesarios para la óptima ejecución de cada máquina virtual. En ese sentido, a través del diseño e implementación de cada escenario virtual que corresponde a los mecanismos de traducción NAT64 y DNS64, y los túneles 6to4 y 6RD, se demuestra la capacidad de la herramienta VNUML en el diseño, ejecución y comprobación de los aspectos teóricos señalados en el primer capítulo de esta tesis. El siguiente aporte de esta tesis se muestra en el Capítulo III. La migración de una red privada de usuarios Windows a IPv6. En primer lugar, se hace un despliegue dinámico de direcciones IPv6 a través de DHCPv6 + SLAAC. En segundo lugar, el acceso a los servicios e Internet IPv4 se realiza a través de NAT64 stateful y DNS64. Y, en tercer lugar, el acceso a Internet IPv6 se hace posible con el mecanismo NAT66. De esta manera, se demuestra que es factible desplegar IPv6 de forma transparente para los usuarios finales.Tesi

Proposta de simulação e análise de aplicações multimídia em redes 4IN6 e 6IN4 em ambiente de rede virtualizado

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016.Atualmente, dada a característica diversificada das redes de computadores em relação aos protocolos de comunicação utilizados na camada de rede da arquitetura TCP/IP, torna-se necessária a utilização de mecanismos que permitam a coexistência destas. Mais especificamente, redes IP são divididas em redes IPv4 (protocolo IP, versão 4) e IPv6 (protocolo IP, versão 6), especificadas pelas RFC’s 791 e 2460, respectivamente. Dessa forma, o tratamento adequado dos dados trafegados em redes que apresentam ambos os protocolos é de suma importância para a manutenção de aspectos essenciais da rede, como qualidade de serviço (QoS) e interoperabilidade de sistemas. As três principais técnicas utilizadas para comunicação entre redes IPv4 e IPv6 são o tunelamento, a tradução e a pilha dupla (dual stack). Todas essas técnicas foram pensadas de forma a permitir a coexistência de ambos os tipos de rede, ou seja, são aplicadas apenas durante o processo de migração da rede por completo, e não de forma definitiva. O foco e objetivo deste projeto está na utilização do método de tradução utilizando roteadores que implementam o mecanismo de NAT64 (network address translation 6 to 4) e servidores DNS64 (tradução de nomes) para análise de tráfego em um ambiente de rede completamente virtualizado construído através de scripts Linux, utilizando-se ferramentas open-source, propostos também no escopo deste projeto. De forma geral, observa-se que o NAT64/DNS64 mostra-se como uma alternativa confiável e eficaz para ser utilizado em ambientes de redes diversos.Currently, given the diversified characteristic of computers networks in relation to network communication protocols used in the layer 3 of the TCP/IP architecture, the use of some mechanisms becomes necessary to allow the coexistence of these. More specifically, IP networks are divided into IPv4 (Internet Protocol, version 4) and IPv6 (Internet Protocol, version 6), specified by RFC’s 791 and 2460, respectively. Thus, the proper treatment of data trafficked in networks that have both protocols is very important for the maintenance of essential aspects of the network, such as quality of service (QoS) and interoperability of systems. The three main techniques used for communication between IPv4 and IPv6 networks are the Tunneling, the translation and dual stack. All of these techniques have been designed to allow coexistence of both network types, i.e., they are applied only during the network migration process altogether, and not permanently. The focus and goal of this project is the use of the translation method using routers that implement the NAT64 mechanism (network address translation 6 to 4) and DNS64 servers (translation of names) for traffic analysis in a completely virtualized network environment built with Linux scripts, using open-source tools, also proposed in the scope of this project. In general terms, it is observed that NAT64 / DNS64 mechanism is shown as a reliable and efficient alternative for use in differents network environments

Towards Improving the Reliability of Live Migration Operations in Openstack Clouds

RÉSUMÉ Grâce au succès de la virtualisation, les solutions infonuagiques sont aujourd’hui présentes dans plusieurs aspects de nos vies. La virtualisation permet d’abstraire les caractéristiques d’une ma- chine physique sous forme d’instances de machines virtuelles. Les utilisateurs finaux peuvent alors consommer les ressources de ces machines virtuelles comme s’ils étaient sur une machine physique. De plus, les machines virtuelles en cours d’exécution peuvent être migrées d’un hôte source (généralement hébergé dans un centre de données) vers un autre hôte (hôte de destination, qui peut être hébergé dans un centre de données différent), sans perturber les services. Ce processus est appelé migration en temps réel de machine virtuelles. La migration en temps réel de machine virtuelles, est un outil puissant qui permet aux administrateurs de système infonuagiques d’équilibrer les charges dans un centre de données ou encore de déplacer des applications dans le but d’améliorer leurs performances et–ou leurs fiabilités. Toutefois, si elle n’est pas planifiée soigneusement, cette opération peut échouer. Ce qui peut entraîner une dégradation significative de la qualité de service des applications concernées et même parfois des interruptions de services. Il est donc extrêmement important d’équiper les administrateurs de systèmes infonuagiques d’outils leurs permettant d’évaluer et d’améliorer la performance des opérations de migration temps réel de machine virtuelles. Des efforts ont été réalisées par la communauté scientifique dans le but d’améliorer la fiabilité de ces opérations. Cependant, à cause de leur complexité et de la nature dynamique des environnements infonuagiques, plusieurs migrations en temps réel de machines virtuelles échouent encore. Dans ce mémoire, nous nous appuyons sur les prédictions d’un modèle de classification (Random Forest) et sur des politiques générées par un processus de décision markovien (MDP), pour décider du moment propice pour une migration en temps réel de machine virtuelle, et de la destination qui assurerait un succès a l’opération. Nous réalisons des études de cas visant à évaluer l’efficacité de notre approche. Les défaillances sont simulées dans notre environnement d’exécution grâce à l’outils DestroyStack. Les résultats de ces études de cas montrent que notre approche permet de prédire les échecs de migration avec une précision de 95%. En identifiant le meilleur moment pour une migration en temps réel de machine virtuelle (grâce aux modèles MDP), en moyenne, nous sommes capable de réduire le temps de migration de 74% et la durée d’indisponibilité de la machine virtuelle de 21%.----------ABSTRACT Cloud computing has become commonplace with the help of virtualization as an enabling technology. Virtualization abstracts pools of compute resources and represents them as instances of virtual machines (VMs). End users can consume the resources of these VMs as if they were on a physical machine. Moreover, the running VMs can be migrated from one node (Source node; usually a data center) to another node (destination node; another datacenter) without disrupting services. A process known as live VM migration. Live migration is a powerful tool that system administrators can leverage to, for example, balance the loads in a data center or relocate an application to improve its performance and–or reliability. However, if not planned carefully, a live migration can fail, which can lead to service outage or significant performance degradation. Hence, it is utterly important to be able to assess and forecast the performance of live migration operations, before they are executed. The research community have proposed models and mechanisms to improve the reliability of live migration. Yet, because of the scale, complexity and the dynamic nature of cloud environments, live migration operations still fail. In this thesis, we rely on predictions made by a Random Forest model and scheduling policies generated by a Markovian Decision Process (MDP), to decide on the migration time and destination node of a VM, during a live migration operation in OpenStack. We conduct a case study to assess the effectiveness of our approach, using the fault injection framework DestroyStack. Results show that our proposed approach can predict live migration failures with and accuracy of 95%. By identifying the best time for live migration with MDP models, in average, we can reduce the live migration time by 74% and the downtime by 21%