Encaminhamento óptimo do tráfego em redes Triple Play

A Internet é responsável pelo surgimento de um novo paradigma de televisão – IPTV (Televisão sobre IP). Este serviço distingue-se de outros modelos de televisão, pois permite aos utilizadores um elevado grau de interactividade, com um controlo personalizado sobre os conteúdos a que pretende assistir. Possibilita ainda a oferta de um número ilimitado de canais, bem como o acesso a conteúdos de Vídeo on Demand (VoD). O IPTV apresenta diversas funcionalidades suportadas por uma arquitectura complexa e uma rede convergente que serve de integração a serviços de voz, dados e vídeo. A tecnologia IPTV explora ao máximo as características da Internet, com a utilização de mecanismos de Qualidade de Serviço. Surge ainda como uma revolução dentro do panorama televisivo, abrindo portas a novos investimentos por parte das empresas de telecomunicações. A Internet também permite fazer chamadas telefónicas sobre a rede IP. Este serviço é denominado VoIP (Voz sobre IP) e encontra-se em funcionamento já há algum tempo. Desta forma surge a oportunidade de poder oferecer ao consumidor final, um serviço que inclua os serviços de Internet, de VoIP e de IPTV denominado serviço Triple Play. O serviço Triple Play veio obrigar a revisão de toda a rede de transporte de forma a preparar a mesma para suportar este serviço de uma forma eficiente (QoS), resiliente (recuperação de falhas) e optimizado (Engenharia de tráfego). Em redes de telecomunicações, tanto a quebra de uma ligação como a congestão nas redes pode interferir nos serviços oferecidos aos consumidores finais. Mecanismos de sobrevivência são aplicados de forma a garantir a continuidade do serviço mesmo na ocorrência de uma falha. O objectivo desta dissertação é propor uma solução de uma arquitectura de rede capaz de suportar o serviço Triple Play de uma forma eficiente, resiliente e optimizada através de um encaminhamento óptimo ou quase óptimo. No âmbito deste trabalho, é realizada a análise do impacto das estratégias de encaminhamento que garantem a eficiência, sobrevivência e optimização das redes IP existentes, bem como é determinado o número limite de clientes permitido numa situação de pico de uma dada rede. Neste trabalho foram abordados os conceitos de Serviços Triple Play, Redes de Acesso, Redes Núcleo, Qualidade de Serviço, MPLS (Multi-Protocolo Label Switching), Engenharia de Tráfego e Recuperação de falhas. As conclusões obtidas das simulações efectuadas através do simulador de rede NS-2.33 (Network Simulator versão 2.33) serviram para propor a solução da arquitectura de uma rede capaz de suportar o serviço Triple Play de uma forma eficiente, resiliente e optimizada.Orientador: Paulo Nazareno Maia Sampai

Encaminhamento óptimo do tráfego em redes Triple Play

A Internet é responsável pelo surgimento de um novo paradigma de televisão – IPTV (Televisão sobre IP). Este serviço distingue-se de outros modelos de televisão, pois permite aos utilizadores um elevado grau de interactividade, com um controlo personalizado sobre os conteúdos a que pretende assistir. Possibilita ainda a oferta de um número ilimitado de canais, bem como o acesso a conteúdos de Vídeo on Demand (VoD). O IPTV apresenta diversas funcionalidades suportadas por uma arquitectura complexa e uma rede convergente que serve de integração a serviços de voz, dados e vídeo. A tecnologia IPTV explora ao máximo as características da Internet, com a utilização de mecanismos de Qualidade de Serviço. Surge ainda como uma revolução dentro do panorama televisivo, abrindo portas a novos investimentos por parte das empresas de telecomunicações. A Internet também permite fazer chamadas telefónicas sobre a rede IP. Este serviço é denominado VoIP (Voz sobre IP) e encontra-se em funcionamento já há algum tempo. Desta forma surge a oportunidade de poder oferecer ao consumidor final, um serviço que inclua os serviços de Internet, de VoIP e de IPTV denominado serviço Triple Play. O serviço Triple Play veio obrigar a revisão de toda a rede de transporte de forma a preparar a mesma para suportar este serviço de uma forma eficiente (QoS), resiliente (recuperação de falhas) e optimizado (Engenharia de tráfego). Em redes de telecomunicações, tanto a quebra de uma ligação como a congestão nas redes pode interferir nos serviços oferecidos aos consumidores finais. Mecanismos de sobrevivência são aplicados de forma a garantir a continuidade do serviço mesmo na ocorrência de uma falha. O objectivo desta dissertação é propor uma solução de uma arquitectura de rede capaz de suportar o serviço Triple Play de uma forma eficiente, resiliente e optimizada através de um encaminhamento óptimo ou quase óptimo. No âmbito deste trabalho, é realizada a análise do impacto das estratégias de encaminhamento que garantem a eficiência, sobrevivência e optimização das redes IP existentes, bem como é determinado o número limite de clientes permitido numa situação de pico de uma dada rede. Neste trabalho foram abordados os conceitos de Serviços Triple Play, Redes de Acesso, Redes Núcleo, Qualidade de Serviço, MPLS (Multi-Protocolo Label Switching), Engenharia de Tráfego e Recuperação de falhas. As conclusões obtidas das simulações efectuadas através do simulador de rede NS-2.33 (Network Simulator versão 2.33) serviram para propor a solução da arquitectura de uma rede capaz de suportar o serviço Triple Play de uma forma eficiente, resiliente e optimizada.Orientador: Paulo Nazareno Maia Sampai

Implementation of realistic scenarios for ground truth purposes

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesA segurança em redes de telecomunicações é um tópico que desde sempre gerou preocupação em todos os meios (instituições, empresas e outros) que utilizam estas redes. Novas ameaças ou mutações de ameaças já existentes surgem a uma elevada velocidade e os meios disponíveis parecem não ser suficientes para uma detecção positiva das mesmas. As respostas actuais para combater estas ameaças baseiam-se numa análise em tempo real do tráfego ou num treino prévio que muitas vezes tem que ser supervisionado por um ser humano que, dependendo da sua experiência na área pode estar a criar uma falha de segurança no sistema sem se aperceber do sucedido. Novas técnicas surgem para uma detecção eficaz de muitos ataques ou anomalias. No entanto, estas técnicas devem ser testadas de modo a validar o seu correcto funcionamento e, nesse sentido, são precisos fluxos de tráfego gerados na rede que possam ser utilizados sem comprometer a confidencialidade dos utilizadores e que obedeçam a critérios préestabelecidos. Com esta dissertação pretende-se constituir um conjunto de dados fiável e o mais abrangente possível de um conjunto de cenários realistas de rede, através da emulação em ambiente controlado de diferentes topologias, diferentes serviços e padrões de tráfego. Um outro objectivo fundamental deste trabalho passa por disponibilizar os dados obtidos à comunidade científica de modo a criar uma base de dados uniforme que permita avaliar o desempenho de novas metodologias de detecção de anomalias que venham a ser propostas. ABSTRACT: Security in telecommunication networks is a topic that has caused a lot of worries to network users (institutions, enterprises and others). New threats or mutations of existing ones appear at a very fast rate and the available solutions seem not to be enough for a positive detection of these threats. The solutions that are nowadays used to fight these threats require the realtime analysis of the network traffic or have to be previously trained. Most of the times, this training has to be supervised by a human being that, depending on his experience, can create a security breach in the system without knowing it. New techniques have been proposed in order to more efficiently detect many security attacks or threats. However, these techniques need to be tested in order to validate their correct functioning and, in order to do that, network traffic flows that can be used without compromising the users confidentiality and that obey to a pre-established criteria are needed. This dissertation intends to establish a set of trustworthy data as extensive as possible from a set of realistic network scenarios. Network emulation techniques will be used in a controlled environment, building different network topologies, with different services and traffic patterns. Another main objective of this work it is to make all this obtained data available to the scientific community in order to create a uniform data base that will allow the performance evaluation of new anomaly detection methodologies that can be proposed in the future

Análise em redes MPLS

A arquitetura MultiProtocol Label Switching (MPLS) possibilita a organização, de forma efetiva, de diversos rótulos através do método de fila (FIFO). Outra característica apresentada no encaminhamento realizado nos roteadores de borda, é a utilização de classes de pilhas de rótulos (LIFO) o que permite uma hierarquia de rótulos na pilha e a utilização da técnica de comutação de pacotes. Um dos principais atrativos da tecnologia MPLS, é proporcionar novos tipos de serviços, além dos encontrados no roteamento convencional. De comutação TCP/IP. Tendo em vista essa possibilidade, a proposta deste projeto tem como finalidade simular uma rede baseada no backbone da RnP, onde será analisada e avaliada seu desempenho, quando usada em rede IP convencional em comutação TCP/IP e quando usada em MPLS. Nesta simulação serão utilizados, além do software Network Simulator, o sistema operacional Linux, a linguagem de programação Otcl e o Gnuplot para plotagem dos gráficos. Serão definidos os agentes de transporte, os protocolos, e o tipo de tráfego injetado na rede, que possibilitará a avaliação de uma tecnologia de alta disponibilidade, como é o MPLS

UMA VISÃO TUTORIAL DOS MODELOS DE ALOCAÇÃO DE BANDA (BAM – BANDWIDHT ALLOCATION MODELS) COMO MECANISMO DE PROVISIONAMENTO DE RECURSOS EM REDES IP/MPLS/DS-TE

Bandwidth Allocation Models (BAMs) were initially conceived as a support element defining rules and limits for resource allocation (bandwidth) for Traffic Classes (TCs) in IP/MPLS/DS-TE networks. BAMs evolved on its basic purpose to deploy rules and limits for TC resources focusing on IP networks. As such, distinct BAM models and solutions were developed such as MAM (Maximum Allocation Model), RDM (Russian Dolls Model), AllocTCSharing e GBAM (Generalized BAM). Another important, relevant and interesting aspect of BAM evolution is its ability to be applied on new contexts like optical networks resource allocation, cloud computing resource provisioning and support to neutrality evaluation in telephony networks. Beyond that, BAMs have been applied and researched as a basic tool and support to optimization, reconfiguration and deployment of management systems with autonomic characteristics. Considering then this large scope and research interest involved, this paper presents a tutorial vision of the BAMs focusing specifically on resource provisioning for IP/MPLS/DS-TE networks. The paper presents sequentially the concepts around BAM, starting from basic IP needs and following with MPLS, DS-TE and Traffic Engineering related aspects.  Following that, the most relevant BAMs are introduced and discussed. Finally, a simulation is presented exploring the dynamic switching of BAM models towards parameters reconfiguration and optimization like utilization, preemption and blocking among others.Os Modelos de Alocação de Banda (BAM – Bandwidth Allocation Models) foram concebidos inicialmente de forma a suportar a implantação de regras e limites de utilização de recursos como banda para Classes de Tráfego (TCs) em Redes IP/MPLS/DS-TE. Os BAM evoluíram inicialmente na sua proposta básica de implantar regras e limites de utilização de banda focando exclusivamente no contexto de Redes IP. Em efeito, entre os BAM mais citados e pesquisados na literatura, destacam-se as opções MAM (Maximum Allocation Model), RDM (Russian Dolls Model), AllocTCSharing e GBAM (Generalized BAM). Outro aspecto relevante, evolutivo e interessante dos BAM demonstrado na literatura é a sua aplicabilidade em outros contextos como na alocação de recursos para redes ópticas, provisionamento de recursos em nuvem e suporte à avaliação de neutralidade em redes de telefonia. Além disso, os BAM também tem sido pesquisados como mecanismo de suporte para a otimização, reconfiguração e implantação de soluções com características autonômicas em redes IP. Diante desta abrangência e possibilidades de aplicações, este artigo propõe uma visão tutorial dos Modelos de Alocação de Banda com um foco específico no provisionamento de recursos em Redes IP. Isso de forma a apoiar não somente a pesquisa como também a curva de aprendizado de pesquisadores e desenvolvedores interessados na temática. O artigo apresenta de forma sequencial e tutorial os conceitos envolvidos com os BAM. Apresenta-se desde os conceitos mais básicos do IP, passando pelo MPLS, DS-TE e Engenharia de Tráfego. Em seguida, os BAM mais relevantes são apresentados e discutidos, complementando com uma simulação onde se explora a utilização dinâmica dos BAM de forma a configurar e/ou otimizar parâmetros de operação de rede tais como utilização, bloqueio e preempção, dentre outros

Actas da 10ª Conferência sobre Redes de Computadores

Universidade do MinhoCCTCCentro AlgoritmiCisco SystemsIEEE Portugal Sectio

Engenharia de tráfego leve ao nível do inter-domínio

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresNesta dissertação são propostos algoritmos para efectuar Engenharia de Tráfego (ET) na Internet sobre a Arquitectura Dinâmica de Informação Topológica (Dynamic Topological Information Arquitecture (DTIA)). A arquitectura DTIA fornece uma solução para o encaminhamento inter-região baseado nos números de Sistema Autónomo (SA), ao contrário do protocolo utilizado na Internet para realizar encaminhamento inter-domínio, Border Gateway Protocol (BGP), que utiliza prefixos. São exploradas as características da arquitectura DTIA para realizar engenharia de tráfego ao nível do inter-domínio. A arquitectura DTIA oferece encaminhamento multi-caminho e a capacidade de separar o controlo de tráfego e os avisos de rotas. É proposta uma abordagem muito leve para realizar engenharia de tráfego usando as características da arquitectura DTIA, a informação local disponível em cada SA e uma sinalização mínima que consiste num pacote de controlo simples. São propostos três algoritmos, dois deles com aplicação de engenharia de tráfego salto-asalto até à(s) origem(ns) e o terceiro percorrendo o caminho a partir da origem e actuando nos SAs considerados capazes de alterar o tráfego. A implementação dos algoritmos propostos foi feita no simulador de redes ns-2 (The Network Simulator 2 ). Os resultados mostraram que os algoritmos melhoram o equilíbrio das ligações na rede, alguns deles com recurso a uma sinalização reduzida. Além disso, os algoritmos apresentados nesta dissertação reduzem o número de ligações congestionadas na rede

Simulação de redes MPLS : uma perspectiva pedagógica

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesEste trabalho propõe um conjunto de experiências laboratoriais desenvolvidas no sentido de elucidar os principais conceitos da tecnologia MPLS (Multiprotocol Label Switching). Dada a importância crescente desta tecnologia no contexto das redes IP, torna-se importante que ela seja leccionada nas disciplinas de Redes dos diversos Mestrados Integrados do Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática da Universidade de Aveiro e, nesse sentido, foram idealizadas diversas experiências laboratoriais que permitem compreender, de uma forma simples, os principais mecanismos de funcionamento do MPLS. Este protocolo permite optimizar o envio de pacotes através de uma rede mediante a utilização de rótulos, isto é, permite controlar a forma como o tráfego flui através da rede por forma a optimizar o seu desempenho e a utilização dos seus recursos. O MPLS foi desenvolvido com o propósito de criar uma solução normalizada que funcione em conjunto com o protocolo IP, capaz de expedir pacotes a um ritmo elevado e que possua mecanismos de gestão de recursos da rede que permitam o tratamento diferenciado de fluxos de tráfego com requisitos variados de qualidade de serviço. O conjunto de experiências desenvolvidas teve em atenção o facto de muitas das aulas práticas de Redes leccionadas no DETI terem lugar em laboratórios de redes onde os alunos realizam os trabalhos em grupos de duas pessoas e dispõem de um número limitado (embora grande) de equipamentos de rede. Assim, as experiências propostas neste trabalho utilizam, de uma forma geral, apenas 3 ou 4 routers, o que permite a sua realização no ambiente laboratorial das aulas práticas de redes. A opção pela utilização do simulador GNS3 teve a ver com a possibilidade de, por um lado, optimizar o tempo disponível para a realização do trabalho e contornar a limitação dos espaços físicos disponibilizados para a sua realização e, por outro lado, constituir um ambiente versátil e que não obriga à utilização de equipamento real. ABSTRACT: This work proposes a set of laboratorial experiments developed in a sense to elucidate the main concepts of the MPLS (Multiprotocol Label Switching) technology. Given the growing importance of this technology in the IP networking context, it is important that it can be conveniently taught in the various networking disciplines of the Integrated Master Courses of the Department of Electronics, Telecommunications and Informatics of the University of Aveiro. Therefore, several laboratory experiments were idealized in order to allow students to understand, in a simple way, the main MPLS functioning mechanisms. This protocol allows optimizing the transmission of packets through the network by using of labels, that is, it is possible to control how traffic flows through the network in order to optimize its performance and resource usage. The MPLS was developed in order to create a standardized solution that works in conjunction with the IP protocol, is able to send packets at a very high rate and has mechanisms that facilitate the management of the network resources, allowing a differentiated treatment of the traffic flows that have different quality of service (QoS) requirements. The set of experiments was developed having in mind the fact that many of the practical networking classes that are given at DETI take place in network laboratories where students are divided in groups of two elements and each group has a limited (although usually high) number of network equipments. Therefore, the proposed experiments use, in general, 3 or 4 routers, which make them perfectly executable in the lab environment of our practical classes. The option of using the GNS3 network simulator was based on the fact that this environment allows, on one hand, maximizing the limited time that is available to carry out the work and overcoming the limited physical space that is available for its completion and, on the other hand, providing a versatile environment that does not require the use of any physical networking equipment.

A policy-based architecture for fault management in optical networks

Orientador: Edmundo Roberto Mauro MadeiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoMestradoMestre em Ciência da Computaçã

Evaluación de herramientas de simulación para una asignatura de diseño y configuración de redes

La simulación de red es una herramienta muy útil para reducir el tiempo de diseño y para la comprobación de configuraciones. En la actualidad, existen numerosos programas de simulación de diseño y configuración de red que se encuentran en el mercado, a disposición de todos los usuarios. El objetivo de este trabajo fin de grado ha sido encontrar un simulador que permita desarrollar todos los objetivos y competencias de la asignatura “Laboratorio de Diseño y Configuración de Redes” que se imparte en el tercer curso del Grado en Ingeniería de Tecnologías Específicas de Telecomunicación - Mención en Telemática, ofrecido por la E.T.S. de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad de Valladolid. Después del estudio de las características, ventajas e inconvenientes de un importante número de herramientas de simulación que están disponibles en el mercado, decidimos que el simulador que cumple la mayoría de los requisitos que se pedían es GNS3. GNS3 es un simulador de software libre, que nos ha permitido la reproducción de las prácticas de la asignatura. Dicho simulador cuenta con muchas ventajas ya que permite la configuración y simulación de una amplia variedad de escenarios de red, pero también presenta algunos puntos débiles, especialmente en lo referente a la representación y análisis gráfico, por lo que es conveniente complementar esta herramienta con otro tipo de software como los analizadores de protocolos.Network simulation is a useful tool to reduce design time and for configuration testing. Nowadays, there are many simulation programs on the market for network design and configuration. The objective of this final project has been to find a simulator that allows us to develop the objectives and competences of the course “Laboratory of Network Design and Configuration”. This course is taught in the third year of the Degree in Telecommunication Technologies Engineering– Speciality in Telematics by the University of Valladolid. Once we completed the study of the characteristics, advantages and disadvantages of a big number of simulation tools that are available on the market, we decided that the best simulator was GNS3. GNS3 meets most of our requirements. GNS3 is a free software simulator. The program has allowed us to reproduce the practices of the course. GNS3 has many advantages, since it allows us to configure and simulate many network scenarios. However, it has some weak points too, especially in representation and graphic analysis. Therefore, we would recommend using this tool with other type of software such as protocol analyzers.Grado en Ingeniería de Tecnologías Específicas de Telecomunicació