Contribution to Proving Absolute QoS in OBS Networks

This Final Master Project introduces a new strategy to provide QoS in IP/OBS networks, using routing with prioritization based on statistics, named RPBS. A new method is provided and subsequently validated. This proposal uses the feedback scheme in optical networks to provide statistical knowledge with the objective of finding a suitable route to reach each destination from a specific source node, with more chance of success. This yields a twofold outcome. First, the losses can be reduced in a big number due to statistics. Second, the delays are also reduced compared with other methods based on feedback scheme. These two improvements allow better QoS provision, supporting class differentiation and more efficient resources utilization. The benefits of this proposal are quantified and further compared against existent alternatives by simulations

The NASA SBIR product catalog

The purpose of this catalog is to assist small business firms in making the community aware of products emerging from their efforts in the Small Business Innovation Research (SBIR) program. It contains descriptions of some products that have advanced into Phase 3 and others that are identified as prospective products. Both lists of products in this catalog are based on information supplied by NASA SBIR contractors in responding to an invitation to be represented in this document. Generally, all products suggested by the small firms were included in order to meet the goals of information exchange for SBIR results. Of the 444 SBIR contractors NASA queried, 137 provided information on 219 products. The catalog presents the product information in the technology areas listed in the table of contents. Within each area, the products are listed in alphabetical order by product name and are given identifying numbers. Also included is an alphabetical listing of the companies that have products described. This listing cross-references the product list and provides information on the business activity of each firm. In addition, there are three indexes: one a list of firms by states, one that lists the products according to NASA Centers that managed the SBIR projects, and one that lists the products by the relevant Technical Topics utilized in NASA's annual program solicitation under which each SBIR project was selected

Contribution to Proving Absolute QoS in OBS Networks

This Final Master Project introduces a new strategy to provide QoS in IP/OBS networks, using routing with prioritization based on statistics, named RPBS. A new method is provided and subsequently validated. This proposal uses the feedback scheme in optical networks to provide statistical knowledge with the objective of finding a suitable route to reach each destination from a specific source node, with more chance of success. This yields a twofold outcome. First, the losses can be reduced in a big number due to statistics. Second, the delays are also reduced compared with other methods based on feedback scheme. These two improvements allow better QoS provision, supporting class differentiation and more efficient resources utilization. The benefits of this proposal are quantified and further compared against existent alternatives by simulations

Rendimiento de TCP y Cálculo de Rutas en Redes de Conmutación Óptica de Ráfagas

La tecnología de conmutación óptica de ráfagas (Optical Burst Switching, OBS) es una alternativa prometedora para la próxima generación de redes ópticas. Esta tesis estudia el comportamiento de flujos de datos que empleen el protocolo de transporte TCP (Transmission Control Protocol) sobre una red basada en la mencionada tecnología OBS. Así, la tesis estudia el impacto del asentimiento retardado en OBS, propone un modelo teórico que captura el funcionamiento de TCP sobre OBS con múltiples flujos y estudia el efecto de la sincronización de flujos TCP en una red OBS. Además, la tesis propone una técnica de encaminamiento adaptativa y multicamino para OBS, y diseña e implementa un elemento de cálculo de rutas basado en PCE (Path Computation Element) para redes de conmutación de ráfagas OBS con encaminamiento por longitud de onda, conocidas como WR-OBS (Wavelength-Routed OBS).Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones e Ingeniería Telemátic

Estudio y evaluación del desempeño de TCP sobre redes de conmutación óptica de ráfagas (OBS, Optical burst switching) mediante un prototipo basado en simulación

El entorno dinámico en el cual el tráfico de datos es el principal protagonista, ha conducido a un crecimiento sustancial en la demanda de ancho de banda en los últimos años, y el paso del dominio de la voz al dominio de los datos hace que el costo de red de las tecnologías actuales, no soporten el crecimiento esperado de forma rentable, por lo tanto, es evidente una evolución de las redes de datos que permita satisfacer, al costo beneficio deseado, las necesidades actuales y futuras de los usuarios que cada día requieren mayores capacidades y esperan un menor precio. Es así que, el reto principal que deben afrontar los operadores de telecomunicaciones se centra en un aumento acelerado de las capacidades a transportar sobre sus redes y un crecimiento moderado de sus ingresos; tal escenario implica obviamente, cambios tecnológicos para proveer una plataforma de red multi-servicios que permita la adaptación de distintos formatos de datos, el soporte de altas tasas de transmisión, y una provisión flexible de anchos de banda, que se consideran factores clave para el Internet de próxima generación. Ante esta realidad, la tecnología óptica ha permitido a través del desarrollo de DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) incrementar significativamente el ancho de banda de las trasmisiones por fibra óptica alcanzando velocidades de hasta decenas de Terabits/seg en el nivel de transporte; sin embargo la conmutación de paquetes utilizada en Internet por los equipos de internetworking, efectúan su procesamiento de forma electrónica (donde es necesaria la conversión opto-eléctrica y electro-óptica), lo cual constituye un cuello de botella con relación a las altas velocidades de transmisión alcanzadas en el nivel óptico, en especial con DWDM que sigue en desarrollo con tendencia a alcanzar cada vez mayores velocidades al multiplexar más canales por hilo de fibra óptica; esta tecnología se puede considerar como la base para el transporte de información que se encuentra en su etapa de evolución hacia las denominadas redes todo ópticas, dando lugar a la aparición de técnicas de conmutación óptica como: conmutación óptica de circuitos (OCS, Optical Circuit Switching), conmutación óptica de paquetes (OPS, Optical Packet Switching) y conmutación óptica de ráfagas (OBS, Optical Burst Switching). La tecnología OBS se considera una técnica de conmutación óptica de tercera generación dentro de la escala evolutiva del networking óptico, visualizada como un paradigma prometedor para el Internet Óptico de nueva generación, que podría ser adoptado para el transporte de información en el nivel de core, con el fin de minimizar el procesamiento electrónico para superar el cuello de botella de los enrutadores actuales, y a su vez enrutar y conmutar a nivel completamente óptico grandes volúmenes de información ensamblados en ráfagas. Esta tecnología se encuentra actualmente en estado de desarrollo e investigación y al respecto se han efectuado una serie de estudios que han conducido a la definición de modelos matemáticos, esquemas de señalización, algoritmos de planificación y técnicas de resolución de contenciones validados mediante simulaciones por computador, con el fin de evaluar el desempeño de este tipo de redes y su adaptabilidad al tráfico con naturaleza a ráfagas de Internet, encontrándose resultados interesantes así como también ciertas restricciones especialmente en cuanto al tema de contenciones, debido a la limitación del buffering óptico propio de la inmadurez de la tecnología fotónica actual. Por otro lado, varios estudios han mostrado que aproximadamente el 90% de las aplicaciones en Internet utilizan TCP, por lo cual se lo puede considerar como, el mayor referente del volumen de tráfico que cursa a través del Internet y que se prevé continuará siendo el protocolo de transporte dominante. Por lo tanto, se considera importante evaluar su desempeño en redes que puedan emplear a futuro la tecnología de conmutación óptica de ráfagas, donde a simple vista es necesario evaluar el impacto de la agregación de paquetes en ráfagas y el efecto de la limitación de almacenamiento temporal (buffering) óptico en los nodos de core, sobre el desempeño de TCP, ya que actualmente no existe un equivalente óptico a la memoria RAM electrónica, indispensable para la conmutación de paquetes utilizada en las redes de datos existentes. En este contexto, se evalúa el desempeño del protocolo TCP sobre un modelo de red OBS mediante el simulador de redes ns-2 (network simulator 2), utilizando las variantes más comunes basadas en pérdidas de este protocolo, tales como TCP Reno, Newreno y SACK; y se contrastan los resultados con los modelos analíticos basados en los procesos regenerativos y teoría de renovación de Markov, propuestos en la litertura. La realización de este proyecto de tesis se justifica técnicamente porque pretende efectuar un estudio moderado de la tecnología OBS para redes ópticas de nueva generación que se encuentran en desarrollo e investigación, complementado el fundamento teórico con un componente práctico que consiste en la implementación de un prototipo basado en simulación, que permitirá ampliar la comprensión de esta tecnología y modelar un determinado sistema a fin de obtener una aproximación lo más cercana a la realidad

LHCb distributed data analysis on the computing grid

LHCb is one of the four Large Hadron Collider (LHC) experiments based at CERN, the European Organisation for Nuclear Research. The LHC experiments will start taking an unprecedented amount of data when they come online in 2007. Since no single institute has the compute resources to handle this data, resources must be pooled to form the Grid. Where the Internet has made it possible to share information stored on computers across the world, Grid computing aims to provide access to computing power and storage capacity on geographically distributed systems. LHCb software applications must work seamlessly on the Grid allowing users to efficiently access distributed compute resources. It is essential to the success of the LHCb experiment that physicists can access data from the detector, stored in many heterogeneous systems, to perform distributed data analysis. This thesis describes the work performed to enable distributed data analysis for the LHCb experiment on the LHC Computing Grid

Performance analysis of a proposed hybrid optical network

This dissertation discusses a novel Hybrid Optical Network (HON) that can provide service differentiation based on traffic characteristics (i.e., packet, burst, and long-lived flow) with QoS guarantee not only in network layer, but also in physical layer. The DHON consists of sophisticated edge-nodes, which can classify, monitor, and dynamically adjust optical channels in the core layer as traffic variation. The edge nodes aggregate traffic, identifying end-to-end delay by ingress queuing delay or burst timeout. The network can estimate number of channels by arriving traffic intensity and distribution with estimated upper-bound delay. The core layer employs two parallel optical switches (OCS, OBS) in the same platform. Thanks to the overflow system, the proposed network enhances utilization with fewer long distance premium channels. The premium channel can quickly handle burst traffic without new channel assignment. With less overprovisioning capacity design, the premium channel enhances utilization and decrease number of costly premium channels. This research also proposes mathematic models to represent particular DHON channels (i.e., circuit, packet, and burst). We employ method of moments based on overflow theory to forecast irregular traffic pattern from circuit-based channel (i.e., M/M/c/c) to overflow channel, in which G/G/1 model based on Ph/Ph/1 matrix can represent the overflow channel. Moreover, secondary channel supports packet-based traffic over wavelength channel with two service classes: Class I based on delay sensitive traffic (i.e., long flow) and Class II for non-delay sensitive traffic (e.g., best effort). In addition, mixture of traffic in the wavelength channels is investigated based on M/G/1 and M/G/2 with specific service time distribution for particular class. Finally, we show our DHON based on (O-O-O) switching paradigm has improved the performance over typical (O-E-O) switching network architecture based on NSF topology