Study, evaluation and contributions to new algorithms for the embedding problem in a network virtualization environment

Network virtualization is recognized as an enabling technology for the future Internet. It aims to overcome the resistance of the current Internet to architectural change and to enable a new business model decoupling the network services from the underlying infrastructure. The problem of embedding virtual networks in a substrate network is the main resource allocation challenge in network virtualization and is usually referred to as the Virtual Network Embedding (VNE) problem. VNE deals with the allocation of virtual resources both in nodes and links. Therefore, it can be divided into two sub-problems: Virtual Node Mapping where virtual nodes have to be allocated in physical nodes and Virtual Link Mapping where virtual links connecting these virtual nodes have to be mapped to paths connecting the corresponding nodes in the substrate network. Application of network virtualization relies on algorithms that can instantiate virtualized networks on a substrate infrastructure, optimizing the layout for service-relevant metrics. This class of algorithms is commonly known as VNE algorithms. This thesis proposes a set of contributions to solve the research challenges of the VNE that have not been tackled by the research community. To do that, it performs a deep and comprehensive survey of virtual network embedding. The first research challenge identified is the lack of proposals to solve the virtual link mapping stage of VNE using single path in the physical network. As this problem is NP-hard, existing proposals solve it using well known shortest path algorithms that limit the mapping considering just one constraint. This thesis proposes the use of a mathematical multi-constraint routing framework called paths algebra to solve the virtual link mapping stage. Besides, the thesis introduces a new demand caused by virtual link demands into physical nodes acting as intermediate (hidden) hops in a path of the physical network. Most of the current VNE approaches are centralized. They suffer of scalability issues and provide a single point of failure. In addition, they are not able to embed virtual network requests arriving at the same time in parallel. To solve this challenge, this thesis proposes a distributed, parallel and universal virtual network embedding framework. The proposed framework can be used to run any existing embedding algorithm in a distributed way. Thereby, computational load for embedding multiple virtual networks is spread across the substrate network Energy efficiency is one of the main challenges in future networking environments. Network virtualization can be used to tackle this problem by sharing hardware, instead of requiring dedicated hardware for each instance. Until now, VNE algorithms do not consider energy as a factor for the mapping. This thesis introduces the energy aware VNE where the main objective is to switch off as many network nodes and interfaces as possible by allocating the virtual demands to a consolidated subset of active physical networking equipment. To evaluate and validate the aforementioned VNE proposals, this thesis helped in the development of a software framework called ALgorithms for Embedding VIrtual Networks (ALEVIN). ALEVIN allows to easily implement, evaluate and compare different VNE algorithms according to a set of metrics, which evaluate the algorithms and compute their results on a given scenario for arbitrary parameters

Optimization model for bandwidth allocation in a network virtualization environment

Bandwidth allocation is one of the main problems in network virtualization. Mechanisms to allocate bandwidth may avoid bottlenecked virtual links. This paper proposes a model based on optimization theory, to distribute the bandwidth among virtual links looking for the minimization of the spare bandwidth in the substrate network.Postprint (published version

Rediseño de los puestos de trabajo en la línea metalmecánica de la elaboración y ensamble del cuerpo del transformador trifásico de la empresa “Industrias Electromagnéticas Magnetron S.A.S” planta 2 para mejorar las condiciones de los trabajadores y aumentar la productividad

Un buen diseño de un puesto de trabajo está basado en los principios fundamentales de ergonomía, los cuales aplicados correctamente mejoran sustancialmente la calidad de vida del empleado, evitando problemas físicos, ambientales y psicológicos que pueden afectar el buen desempeño de su labor dentro de la compañía. Este estudio pretende identificar los problemas que se presentan en los puestos de trabajo para así proponer soluciones que ayuden al mejoramiento cada puesto. Para ello se requiere de un análisis actual de cada puesto de trabajo con el fin de identificar sus falencias. La aplicación de estos principios permite evaluar a través de métodos ergonómicos, al buscar comprender e identificar los procesos que se presentan y poder hacer una retroalimentación o ajustes a lo largo del proceso de diseño. La línea metalmecánica de producción de tanques de transformadores de potencia “INDUSTRIAS ELECTROMAGNETICAS MAGNETRON S.A”. Se prestó para un estudio ergonómico del rediseño de sus puestos de trabajo, el cual consistió en analizar y evaluar cada puesto a través de un método de indicador de riesgo, con el fin de generar un diagnostico basado en la identificación de los niveles de riesgo y su nivel de actuación. A partir de los resultados obtenidos se elabora una propuesta de rediseño que genere un impacto positivo en la compañía. El método aplicado en este estudio es el Raid Entire Body Assessment (REBA) el cual valora el grado de exposición del trabajador al riesgo por la adopción de posturas inadecuadas considerando factores como las fuerzas ejercidas y la repetitividad

Estado y mercado

Es importante tener en cuenta que la ciencia económica tiende a ser mas abstracta que concreta, ya que todas sus leyes, teorías y modelos no pasan de ser simples tendencias que describen ciertos comportamientos, por lo cual no se puede mas que decir, que las leyes económicas sólo se cumplen en promedio y no como relaciones exactas.Por todo ésto resulta insólito pensar cómo hay quienes, sustentados en la teoría clásica, quieran promoverpara países en vía de desarrollo, como los latinoamericanos, un modelo neoliberal de desarrollo que lleva aestas economías a abrirse al mundo, entrando a competir con países que le llevan años, por no decir quesiglos de ventaja. Esto se sustenta en el hecho de que estos modelos neoliberales le dan toda la autonomía al mercado, como amo y señor del funcionamiento de la economía, sustentado en ciertos supuestos que en la realidad no dejan de ser utópicos, y por lo tanto los resultados nunca podrán ser los esperados

Consumo de energía y calidad de servicio en redes WBAN : Una evaluación de desempeño entre capa cruzada e IEEE802.15.4

RESUMEN: Dentro de los esquemas de comunicación de redes inalámbricas de área corporal (WBAN), se encuentran los protocolos de capa cruzada, constituidos en una novedosa opción para alcanzar un balance efectivo entre consumo eficiente de energía y métricas de desempeño. En el presente trabajo, evaluamos el desempeño de una estrategia de capa cruzada al compararla contra los protocolos del estándar IEEE802.15.4 en una WBAN. Se evaluó el desempeño de ambas estrategias empleando una simulación de redes WBAN. Luego se ejecutó una comparación estadística y se encontró que la estrategia de capa cruzada ofrece un mejor desempeño con respecto a la compensación entre consumo eficiente de energía y algunas métricas de desempeño en nuestra WBAN. Observamos que en general, la estrategia de capa cruzada supera a ambos modos del estándar IEEE802.15.4 (ranurado y no-ranurado) con respecto a consumo eficiente de energía, retraso extremo a extremo, tasa de pérdida de paquetes y goodput.ABSTARCT: Different communication schemes for Wireless Body Area Networks (WBAN) pretend to achieve a fair tradeoff between efficient energy consumption and the accomplishment of performance metrics. Among those schemes are the Cross-layer protocols that constitute a good choice to achieve the aforementioned tradeoff by introducing novel protocol techniques which are away from the traditional communications model. In this work we assessed the performance of a WBAN cross-layer protocol stack by comparing it against the performance of the protocols of the IEEE802.15.4 standard, which is commonly used for WBAN deployment nowadays. We evaluated the performance of both, cross-layer and IEEE802.15.4 approaches, by means of a simulation, by using a popular network simulator and its frameworks for wireless networks. And then performed a statistical comparison and ascertained that the cross-layer protocol stack offers better performance regarding a tradeoff between efficient energy consumption and performance metrics in our particular test scenario. We observed that, in general, the cross-layer approach outperformed both modes of IEEE802.15.4 standard (slotted and unslotted) regarding energy consumption, end to end delay, packet loss rate and goodput. The results of our experiments reported that the cross-layer strategy saves up to 80% more energy than IEEE802.15.4 unslotted and it is only a 5% below the slotted mode. Regarding the quality of service metrics the performance was always better when using the cross-layer scheme

Diseños de capa cruzada para redes inalámbricas de área corporal energéticamente eficientes: una revisión

RESUMEN: El diseño de capa cruzada se considera una poderosa alternativa para dar solución a las complejidades introducidas por las comunicaciones inalámbricas en redes de área corporal (WBAN), donde el modelo clásico de comunicaciones no ha exhibido un desempeño adecuado. Respecto al problema puntual de consumo de energía, hemos preparado la presente revisión de las publicaciones más relevantes que tratan la eficiencia energética para WBAN usando diseño de capa cruzada. En este artículo se proporciona una revisión exhaustiva de los avances en aproximaciones, protocolos y optimizaciones de capa cruzada cuyo objetivo es incrementar el tiempo de vida de las redes WBAN mediante el ahorro de energía. Luego, se discute los aspectos relevantes y deficiencias de las técnicas de capa cruzada energéticamente eficientes. Además, se introducen aspectos de investigación abiertos y retos en el diseño de capa cruzada para WBAN. En esta revisión proponemos una taxonomía de las aproximaciones de capa cruzada, de modo que las técnicas revisadas se ajustan en categorías de acuerdo a los protocolos involucrados en el diseño. Una clasificación novedosa se incluye para hacer claridad en los conceptos teóricos involucrados en cada esquema de capa cruzada y para luego agrupar aproximaciones similares evidenciando las diferencias con otras técnicas entre sí. Nuestras conclusiones consideran los aspectos de movilidad y modelamiento del canal en escenarios de WBAN como las direcciones para futura investigación en WBAN y en aplicaciones de telemedicina.ABSTRACT: Cross-layer design is considered a powerful alternative to solve the complexities of wireless communication in wireless body area networks (WBAN), where the classical communication model has been shown to be inaccurate. Regarding the energy consumption problem, we have prepared a current survey of the most relevant scientific publications on energy-efficient cross-layer design for WBAN. In this paper, we provide a comprehensive review of the advances in cross-layer approaches, protocols and optimizations aimed at increasing the network lifetime by saving energy in WBANs. Subsequently, we discuss the relevant aspects and shortcomings of these energy-efficient cross-layer techniques and point out the open research issues and challenges in WBAN cross-layer design. In this survey, we propose a taxonomy for cross-layer approaches to fit them into categories based on the protocols involved in the cross-layer scheme. A novel classification is included to clarify the theoretical concepts behind each cross-layer scheme; and to group similar approaches by establishing their differences from the other strategies reviewed. Our conclusion considers the aspects of mobility and channel modeling in WBAN scenarios as the directions of future cross-layer research for WBAN and telemedicine applications

Coordinated node and link mapping VNE using a new paths algebra strategy

AbstractThe main resource allocation research challenge in network virtualization is the Virtual Network Embedding (VNE) Problem. It consists of two stages, usually performed separately: node mapping and link mapping. A new mathematical multi-constraint routing framework for linear and non-linear metrics called “paths algebra” has already been proposed to solve the second stage, providing good results thanks to its flexibility. Unlike existing approaches, paths algebra is able to include any kind of network parameters (linear and non-linear) to solve VNE in reasonable runtime. While paths algebra had only been used to solve one stage (link mapping) of the VNE, this paper suggests an improvement to solve VNE using the paths algebra-based strategy by coordinating, in a single stage, the mapping of nodes and links based on a ranking made of the bi-directional pair of nodes of the substrate network, ordered by their available resources. Simulation results show that the New Paths Algebra-based strategy shows significant performance improvements when compared against the uncoordinated paths Algebra-based link mapping approach

El renacimiento de la gestión del agua en Manizales

Las empresas de servicios públicos en Colombia vivieron una transformación a partir de la Constitución Política de 1991, que transforma los esquemas de prestación de servicio públicos en el país -- Mediante la Ley 142 de 1994 se establece que la naturaleza jurídica de las empresas de servicios públicos podrían tomar dos formas: como empresas industriales y comerciales del Estado o como empresas por acciones: privadas, mixtas o públicas -- La ciudad de Manizales fue una de las pioneras en la implementación de la nueva ley; fue así como Empresas Públicas de Manizales ―que manejaba todo el abanico en materia de servicios públicos fue transformada y se crearon varias sociedades, entre ellas Aguas de Manizales S.A. E.S.P., empresa por acciones mixta, encargada de la operación de los servicios de acueducto y alcantarillado de la ciudad -- A partir de entonces, se transforma la visión y la forma de gestionar estos servicios en la localidad -- Con el fin de fortalecer la operación desde el punto de vista técnico, rápidamente se inició la aplicación de nuevas tecnologías, lo que permitió que Aguas de Manizales fuera reconocida a nivel nacional por utilizar tecnologías de vanguardia; así mismo, se conformó un equipo de trabajo que combinó la experiencia y el conocimiento entre ex empleados de Empresas Públicas y profesionales y técnicos provenientes del sector privado -- Finalmente, es posible anotar que el modelo implementado ha conllevado a la madurez organizacional necesaria para permitir la expansión de sus servicios y de diversas líneas de negocio a nivel nacional e internaciona

Análisis de propuestas enfocadas en Smart Cities para el desarrollo sostenible en movilidad y energía del municipio de Rionegro enfocadas en los 3 pilares de la norma técnica Iso 14001:2015

El presente artículo es una investigación de modelos en temas de movilidad y energía sostenible que puedan aplicar al municipio de Rionegro para su crecimiento como ciudad inteligenteThis article shows models on sustainable mobility and sustainable energy, which can be implemented in Rionegro. All of this investigation is in order to show different models, which help Rionegro to grow as a Smart City.Rionegr