Gestão de recursos em redes com suporte de qualidade de serviço - Sargento, Susana (2011)
Esta Tese aborda a problemática da gestão de recursos em redes ATM (Asynchronous Transfer Mode) e IP (Internet Protocol) com suporte de QdS (Qualidade de Serviço). As tecnologias ATM e IP permitem, hoje em dia, integrar diferentes tipos de serviços numa mesma infra -estrutura de rede. No entanto, a diversidade dos serviços a suportar e dos seus requisitos, coloca grandes desafios ao nível da gestão de recursos, a qual se pretende o mais eficiente possível. A Tese está dividida em duas partes. A primeira parte da Tese foca a gestão de recursos em redes de acesso ATM e IP com suporte de QdS. É dada inicialmente uma perspectiva histórica da evolução das redes de acesso. No que diz respeito às redes de acesso ATM, são propostas estratégias de gestão de recursos com base em VPs (Virtual Paths) e são definidas metodologias de dimensionamento que têm em conta requisitos de QdS tanto ao nível da chamada como da célula. As estratégias de gestão de recursos consideradas permitem estabelecer compromissos entre a utilização de recursos e a carga de sinalização. No que diz respeito às redes de acesso IP, é proposta uma nova arquitectura de rede, que constitui uma evolução face às redes de acesso tradicionais ao permitir uma maior partilha de recursos. Esta arquitectura permite diferenciação de QdS e suporte de aplicações multimédia. Em particular é proposta uma solução que inclui o suporte integrado de tecnologias recentemente introduzidas para iniciar e configurar sessões multimédia, gerir as políticas de QdS incluindo as funcionalidades de AAA (Authentication, Authorization and Accounting), e reservar recursos. Na segunda parte da Tese é feita uma abordagem de dois mecanismos para controle de admissão de fluxos escaláveis: mecanismos de probing e mecanismos baseados em agregação de reservas individuais. Ambos os mecanismos permitem que a gestão de recursos seja feita sem necessidade de manutenção do estado dos fluxos activos em cada elemento de rede. O mecanismo de probing estima o nível de QdS da rede, através da inserção de fluxos de teste, por forma a decidir se um novo fluxo pode ou não ser aceite. É proposto um novo mecanismo de probing, denominado de ?-probing, que permite minimizar o problema do roubo de recursos que afecta o probing simples quando este é utilizado em sistemas com múltiplas classes de serviço. São desenvolvidos modelos analíticos e são efectuados estudos de simulação para analisar o problema do roubo de recursos e os factores que influenciam a estimativa do rácio de perdas efectuada pelos fluxos de probing e de ?-probing. Verificou-se que o mecanismo de ?-probing permite obter simultaneamente uma utilização elevada dos recursos e a diferenciação dos serviços sem roubo de recursos. Os resultados obtidos com este mecanismo foram também validados através do desenvolvimento de um protótipo laboratorial. No mecanismo baseado em agregação de reservas individuais, os elementos do núcleo da rede mantêm apenas o estado de agregados de fluxos (e não de fluxos individuais), sendo a largura de banda dos agregados ajustada de forma dinâmica. São desenvolvidos modelos analíticos e são efectuados estudos de simulação para analisar o compromisso entre a carga de sinalização e a utilização de recursos. Estes estudos mostram que a hierarquização da rede, ou seja, a sua divisão em áreas mais pequenas, e a configuração de agregados entre os routers fronteira das áreas, por oposição a agregados extremo-a-extremo entre os routers fronteira do domínio, permitem atingir uma utilização de recursos próxima da utilização com sinalização fluxo -a-fluxo, mas com uma carga de sinalização significativamente inferior.