Alternative Multiple Spanning Tree Protocol (AMSTP) for Optical Ethernet Backbones

The availability and affordable cost of Gigabit and 10 Gigabit Ethernet switches has impacted the deployment of metropolitan area networks (MAN) and campus networks. This paper presents a new protocol, the alternative multiple spanning tree protocol (AMSTP), that uses multiple source based spanning trees for backbones using Ethernet switches. It provides minimum paths and more efficient usage of optical backbone infrastructure than currently proposed protocols such as resilient packet ring and rapid spanning tree. The protocol exhibits features similar to MAC routing protocols like Link State Over MAC (LSOM) such as optimum path and effective infrastructure usage, without requiring MAC routing due to the use of the spanning tree protocol paradigm. AMSTP is not restricted to specific topologies such as ring or tree, but performs efficiently in arbitrary topologies. Among the application areas are optical backbones of campus and MANs.Publicad

Torii HLMAC: distributed, fault-tolerant, zero configuration data center architecture with multiple tree-based addressing and forwarding

Proceedings of: 7th International Conference on emerging Networking EXperiments and Technologies (CoNEXT). ACM CoNEXT 2011 Student Workshop. Tokyo, Japan, December 6-9, 2011.This paper describes Torii-HLMAC a scalable, fault-tolerant, zero-configuration data center network fabric architecture (currently under final evaluation) as a full distributed alternative to Portland for similar multiple tree (fat tree) network topologies. It uses multiple, fixed, tree-based positional MAC addresses, used for multiple path table-free forwarding. Addresses are assigned by simple extension of the Rapid Spanning Tree Protocol. Torii-HLMAC enhances the Portland protocol advantages of scalability, zero configuration and high performance and adds instant path recovery, distributed address assignment. ARP broadcast may use ARP Proxy.This work is supported in part by grants from Comunidad de Madrid and Comunidad de Castilla la Mancha through Projects MEDIANET-CM (S-2009/TIC- 1468) and EMARECE (PII1I09-0204-4319).Publicad

Torii-HLMAC: A distributed, fault-tolerant, zero configuration fat tree data center architecture with multiple tree-based addressing and forwarding

Proceedings of: IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2012). Anaheim, California, USA. December 03-07, 2012.This paper describes Torii-HLMAC, a scalable, fault-tolerant, zero-configuration data center network fabric architecture protocol as a fully distributed alternative to PortLand for similar multiple tree network topologies. It uses multiple, fixed, tree-based positional MAC addresses for multiple path and table-free forwarding. Addresses are assigned by a simple extension of the Rapid Spanning Tree Protocol. Torii-HLMAC enhances the PortLand protocol advantages of scalability, zero configuration and high performance and adds instant path recovery, fully distributed routing and address assignment. ARP Proxy may be used to avoid ARP broadcast messages.This work was supported in part by grants from Comunidad de Madrid and Comunidad de Castilla la Mancha through Projects MEDIANET-CM (S-2009/TIC-1468) and EMARECE (PII1I09-0204-4319).Publicad

All-path bridging: Path exploration as an efficient alternative to path computation in bridging standards

This work is at: IEEE International Conference on Communications: Second Workshop on Telecommunication Standards: From Research to Standards. In Communications Workshops (ICC). Date 9-13 June 2013, Budapest, Hungary.Link-state based routing protocols are dominant in Shortest Path Bridges (IEEE 802.1aq) and also at TRILL (IETF) Rbridges. Both standards propose a hybrid of switch and router adding a link state routing protocol in layer two that computes shortest paths between bridges. Surprisingly, path exploration mechanisms have not yet been considered at standardization bodies, in spite of some outstanding advantages: simplicity,instantaneous path adaptation to traffic load with load adaptive routing and low latency. We have developed All-path, a family of protocols based on simple path exploration mechanisms based on full flooding of a single frame, as an alternative to the "beatentrail" of path computation. Path exploration (either instantaneous or periodical, proactive or reactive) is an efficient alternative to path computation for bridged networks because the processing cost of address learning at bridges from broad cast frames is very low and Ethernet links provide very high link capacity so that the extra packet broad casts do not impact load significantly. Standardization groups should consider the application of path exploration (instantaneous or periodical, proactive or reactive) mechanisms in Audio Video Bridges and ingeneric bridging networks like campus and data centers to find redundant paths, low latency and load distributionThis work was supported in part by grants from Comunidad de Madrid through Project MEDIANET-CM (S-2009/TIC-1468) .Publicad

Analysis of predictive thermodynamic models for estimation of polycyclic aromatic solid solubility in hot pressurized water

This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License.The ability of two thermodynamic approaches to predict the solubility of solid compounds in hot pressurized water is studied and compared. The Regular Solution Theory, based on the solubility parameter concept, and UNIFACbased models were applied to calculate the solute activity coefficient and then, solubility predictions were compared with experimental data reported in the literature. The analysis was carried out considering polycyclic aromatic hydrocarbons as model substances, i.e. substances which contain only the aromatic AC and ACH groups, and for which reliable pure physical properties such as melting point, fusion enthalpy and molar volume are available in the literature. The solubility values predicted with the UNIFAC-based models were considerably better than those obtained with the solubility parameter approach. Particularly, the modified Dortmund UNIFAC model presented an appropriate functionality of solubility with temperature, and the extension of this model to other type of aromatic compounds also provided a satisfactory prediction of solubility data.This work has been financed by project S2009-AGR- 1469 from the Comunidad Autónoma de Madrid (Spain) and CSD2007-00063 FUN-CFOOD (Programa CONSOLIDERINGENIO 2010) project.Peer Reviewe

Evaluation of tree-based routing Ethernet

Tree-based Routing (TRE) revisits Tree-based Routing Architecture for Irregular Networks (TRAIN)—a forwarding scheme based on a spanning tree that was extended to use some shortcut links.We propose its adaptation to Ethernet, using a new type of hierarchical Ethernet addresses and a procedure to assign them to bridges. We show that compared to RSTP, TRE offers improved throughput. The impact of transient loops in TRE is lower compared to the application of the classical shortest path routing protocols to Ethernet. Finally, TRE is self-configuring and its forwarding process is simpler and more efficient than in standard Ethernet and shortest path routing proposals.Publicad

Estudio del impacto de la virtualización en una empresa de monitorización informática

[ES] Con el fin de dar una visión práctica y aplicable a este estudio, se va a presentar una infraestructura real que hace uso de la virtualización para ofrecer servicios. Esta infraestructura es propiedad de una empresa valenciana que dedica sus esfuerzos a la seguridad de infraestructuras informáticas mediante la monitorización constante de equipos y redes. Aunque no es el objetivo de este trabajo se explicará brevemente en qué consiste esta monitorización para poder relacionarla y usarla como uno de los argumentos que llevó a esta empresa a virtualizar su infraestructura. Para conseguir resultados óptimos es necesario realizar un estudio que sopese qué tipo de servicios va a soportar el sistema, su disponibilidad, su eficiencia energética y el presupuesto, es así como se decidió migrar la infraestructura. Durante el proyecto se intentarán argumentar todos los aspectos que se tuvieron en cuenta para tomar esta decisión. Otra parte importante del estudio será el cálculo del PUE para el CPD propiedad de la empresa. El PUE da una idea de la cantidad de energía que se puede ahorrar en un centro de datos bien planificado y basado en la virtualización. Este ahorro es muy relevante para una PYME para la cual el consumo energético supone un gasto importante. El cálculo del PUE es bastante complejo desde el punto de vista técnico por motivos que se explicarán en detalle y ha sido posible gracias a que uno de los principales objetivos de la empresa es la monitorización exhaustiva de todos los elementos de la infraestructura. Por último se presenta un experimento a pequeña escala diseñado para dar una idea de la mejora que supone virtualizar una serie de servicios sobre una infraestructura adecuada sobre un modelo más tradicional.[CA] Amb la finalitat de donar una visió pràctica i aplicable a aquest estudi, es va a presentar una infraestructura real que fa us de la virtualització per oferir servicis. Aquesta infraestructura es propietat d’una empresa valenciana que dedica els seus esforços a la seguretat d?infraestructures informàtiques mitjançant la monitorització constant d’equips i xarxes. Encara que no es l’objectiu d’aquest treball, s’explicarà breument en què consisteix aquesta monitorització per a poder relacionar-la i utilitzar-la com un dels arguments que va donar lloc a aquesta empresa a virtualitzar la seua infraestructura. Per aconseguir resultats òptims es necessari realitzar un estudi que sospesi quin tipus de servicis va a suportar el sistema, la seua disponibilitat, la seua efici- ència energètica i el pressupost, es així com es va decidir migrar la infraestructura. Durant el projecte s’intentaran argumentar tots els aspectes que es van tenir en compte per prendre aquesta decisió. Un altra part important de l’estudi serà el càlcul del PUE per al CPD propietat de l’empresa. El PUE dona una idea de la quantitat d?energia que es por estalviar en un centre de dades ben planificat i basat en la virtualització. Aquest estalvi es molt rellevant per a una PYME per a la que el consum energètic suposa una despesa important. El càlcul del PUE es bastant complex des del punt de vista tècnic per motius que s?explicaran en detall i ha sigut possible gràcies a que un del principals objectius de l?empresa es la monitorització exhaustiva de tots els elements de la infraestructura. Per últim es presenta un experiment a xicoteta escala dissenyat per donar una idea de millora que suposa virtualitzar una sèrie de servicis sobre una infraestructura adequada sobre un model més tradicional.[EN] This work presents a real infrastructure witch uses virtualization to offer services from a practical point of view. This infrastructure is property of a Valencian company focused on cyber-security through constant monitorization of hosts and networks. Although it is not its main objective, this work explains how this monitorization is done in order to relate it and use it as one of the arguments that lead the company to virtualize all of its infrastructure. To achive optimal results it is important to plan a study than takes into account what services the system is going to run, its availability, its energetic effi- ciency and the budget, and with this it was decided to migrate the infrastructure. Throught this project it is intended to explain every aspect taken into account to take this decision. Another important part of this study will be the calculus of the PUE ratio for the data center property of the company. This ratio is a good indicative on how much a well planned virtualized infrastructure is able to save in electrical power. This save is quite important for a small to medium company where the expenses related to energy consumption are very relevant. This calculus is quite complex because of reasons that will be explained later on and has been possible thanks to the constant monitorization of the infrastructure. Finally a little experiment has been designed to give an idea on the advantages of virtualization over more traditional solutionsIbañez Galiana, G. (2015). Estudio del impacto de la virtualización en una empresa de monitorización informática. http://hdl.handle.net/10251/55926

Instalación fotovoltaica conectada a red integrada en un edificio

El principal objetivo de este proyecto es el diseño técnico de una instalación fotovoltaica integrada en la fachada de un edificio, teniendo en cuenta la normativa vigente y abordando también los aspectos económicos, donde se estudiará la rentabilidad de la central y las ventajas sociales de este tipo de instalaciones. El edificio elegido será un edificio de oficinas con 8 fachadas diferentes de las cuales solo cuatro serán objeto de nuestro proyecto debido a su orientación. Para el desarrollo del proyecto se analizarán los aspectos técnicos necesarios para la máxima integración de los paneles en el edificio, sin olvidar que el principal objetivo al ser una instalación conectada a red, será la obtención de la mayor cantidad de energía. Para ello se estudiarán distintos tipos de componentes y estrategias diversas de instalación, con el fin de obtener el máximo rendimiento posible, utilizando los recursos que tenemos a nuestra disposición y las características propias del emplazamiento elegido, todo esto sin olvidar el análisis necesario para asegurar el correcto funcionamiento de la instalación y la seguridad de las personas implicadas en su desarrollo y mantenimiento. En la memoria se adjuntarán los planos de la instalación y su cableado así como todas las consideraciones que sean necesarias para explicar y demostrar cada una de las decisiones tomadas en el proyecto y los cálculos oportunos para el dimensionado óptimo de la instalación fotovoltaica. Para realizar los cálculos técnicos utilizará el programa PVSYST donde se hará una simulación de la instalación con el objetivo de comparar los resultados obtenidos mediante el método manual con los de la simulación Además el proyecto contará con una introducción a la energía fotovoltaica, su utilización para producción de energía y su integración en edificios, así como un análisis de la tecnología de los paneles solares y su desarrollo hasta el momento.Ingeniería Eléctric

Contribución al diseño de redes campus Ethernet autoconfigurables

Los conmutadores Ethernet tienen muy altas prestaciones, coste moderado y configuración mínima, lo que los hace muy adecuados para redes campus, pero los protocolos de capa dos actuales no tienen la escalabilidad suficiente para utilizarse en redes campus de tamaño medio y precisan encaminadores (routers) que compartimenten la red. Estas redes campus, de creciente tamaño, capacidad y complejidad, requieren nuevos dispositivos que superen las limitaciones de escalabilidad de los switches y la complejidad de configuración de los routers. Este documento propone una arquitectura y varios protocolos y dispositivos, (denominados como Conmutadores de Funcionalidad Añadida), para redes campus Ethernet de gran tamaño autoconfigurables, que constituye una solución completa, escalable y adaptable. La arquitectura propuesta consta de dos capas o niveles jerárquicos: núcleo y acceso. El núcleo o troncal está formado por Bridges de Camino Mínimo que encaminan a través de árboles múltiples de expansión enraizados en cada bridge frontera. La capa de acceso está formada por bridges estándar conectados a un bridge frontera del núcleo. Cada bridge del núcleo a su vez actúa como raíz del árbol de expansión de la red de acceso conectada al mismo. Puede opcionalmente optimizarse el ancho de banda y la utilización de los enlaces en la capa de acceso con la nueva funcionalidad propuesta de Routing Bridges. Estos bridges utilizan caminos redundantes más cortos entre bridges, por enlaces que normalmente son bloqueados por el protocolo de árbol de expansión. Ambos tipos de Conmutadores de Funcionalidad Añadida constituyen una evolución de los bridges transparentes, combinando las ventajas de los routers (camino mínimo, rápida convergencia, utilización eficiente de la red), con la sencillez de configuración de los bridges. Se desarrollan asimismo propuestas para la limitación del tráfico multicast y broadcast en la red campus. Se han contrastado mediante simulaciones y estudios analíticos las prestaciones de la arquitectura y el bajo nivel de configuración requerido. La reciente propuesta técnica de Shortest Path Bridging en el IEEE, con principios comunes aunque diferente en su planteamiento y requisitos, parece confirmar la adecuación del enfoque utilizado en la Tesis basado en árboles múltiples de expansión autoenraizados para el diseño de redes campus y metropolitanasCurrent Ethernet switches features like high performance, low cost and zero configuration features make them suitable for big campus networks, but standard layer two protocols do not scale to medium size campus networks without routers to segment the switched domain. These networks, with its increasing size, bandwidth and complexity, require new devices that overcome the limitations of switches and the complexity of configuration of routers. This paper proposes architecture and several protocols and devices for self configuring big size Ethernet campus networks that is a complete, flexible and scalable solution. The devices can be classified as Added Functionality Switches. The architecture consists of two hierarchical layers: Core and Access layer. The Core layer is formed by bridges that perform bridging via shortest paths using multiple spanning trees rooted at edge bridges. Standard bridges connected to the Core bridges constitute the Access Layer. Every Core bridge acts as root of the spanning tree of Access Layer network connected to it. Performance of Access Layer can be optionally enhanced using a new type of Routing Bridge that uses shorter redundant paths between bridges, normally blocked by the standard spanning tree protocol. These two types of switches are hybrid bridges that can be classified as Added Functionality Switches, more specifically Shortest Path Bridges or Routing Bridges. These bridges are an evolution of Transparent Bridges, hybrid devices that combine the advantages of routers (minimum path, rapid convergence, full infrastructure utilization), with the configuration simplicity of bridges. Proposals for limitation of multicast and broadcast traffic in the switched network are also described. The simulations and analysis show the high performance and low configuration required of the proposed architecture. The recent IEEE preliminary technical paper for Shortest Path Bridging, sharing some principles but different in requirements and approach, seems to confirm the suitability of the self rooting multiple spanning trees approach proposed in this These to campus and metropolitan networks designEste trabajo ha sido parcialmente financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia Español a través del proyecto CAPITAL (TEC2004-05622-C04-03/TCM)