Algoritmos para Algoritmos para Aprovisionamento de Redes Aprovisionamento de Redes

Privadas Virtuais baseadas em Privadas Virtuais baseadas em QoS usando o Modelo HoseQoS usando o Modelo Hose

Tese de Doutorado

Dênio Mariz

Orientadora: Judith Kelner

Co-orientador: Djamel Sadok

Cin/UFPE, ABR/2004

2

RoteiroRoteiro

Introdução à VPN Modelos Pipe, Hose, Hose Seletivo Algoritmos de Aprovisionamento Avaliação de Desempenho Conclusões Contribuições Trabalhos futuros

Redes Privadas Redes Privadas VirtuaisVirtuais

4

Rede Privada VirtualRede Privada Virtual

Uma Rede Privada é tradicionalmente construída com linhas alugadas

Uma Rede Privada Virtual (VPN) é uma rede privada construída sobre uma infra-estrutura de rede pública, tal como a Internet economia de custos, flexibilidade, escalabilidade

VPNs são uma solução de conectividade para redes em que os requisitos de segurança são elevados Mecanismos de tunelamento, criptografia, autenticação

Atualmente, as VPNs também são vistas como solução de conectividade para serviços com requisitos de QoS

5

VPN - Virtual Private NetworkVPN - Virtual Private Network

VPN 1 – CLIENTE AVPN 2 – CLIENTE B

REDE FÍSICA (PROVEDOR)

VPN tem reservada uma fração da capacidade do

enlace físico

Uma VPN é formada por PONTOS TERMINAIS

sobre a rede subjacente

6

Exemplo típico Uma empresa com filiais espalhadas geograficamente

Vários provedores já oferecem o “serviço de VPN” Embratel, Telemar: desde 2002 Equant Solutions provê VPN uma para a Eletrolux:

160 sites em 33 países, US$ 6M/ano.

Global Crossing oferece serviço de VPN 300 cidades em 52 países (maio/03)

Tendência Oferta de VPNs aprovisionadas sob medida para cada cliente

com garantias reais de QoS e SLAs

Aplicabilidade das VPNsAplicabilidade das VPNs

Modelos Modelos PipePipe & & HoseHose

8

Modelo PipeModelo Pipe

Pipe = conexão entre cada par de pontos da VPN Requer uma matriz de tráfego para todos os pontos Cliente compra um conjunto de “pipes” ao provedor

para conectar os pontos da VPN

3743in

-

1

1

1

D

5221D

3-11C

53-1B

421-A

outCBA

Matriz de tráfego

9

Modelo HoseModelo Hose

Hose = Conexão ponto-a-multiponto Não requer a matriz de tráfego

Apenas o agregado de egresso e ingresso em cada ponto Distribuição do tráfego é arbitrária para outros

pontos Flexível, fácil de especificar, difícil de implementar

Especificação Hose

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

INGRESSO EGRESSO

Aprovisionamento Aprovisionamento de VPNsde VPNs

11

O Problema de AprovisionamentoO Problema de Aprovisionamento

Como conectar os pontos da VPN usando menor quantidade de recursos e respeitando as restrições de QoS?

Problema é NP-completo Não se conhece um algoritmo para a solução exata em tempo

polinomial Exemplo: número de caminhos entre dois nós numa rede

completa 10 nós 69281 possibilidades (1 segundo) 20 nós 1,7x1016 possibilidades (16 horas) 30 nós 8,2x1029 possibilidades (876 mil séculos)

Boas Heurísticas são importantes Não fornecem, necessariamente, a solução exata, mas apontam

uma "boa" solução em tempo viável

12

O Aprovisionamento de VPNsO Aprovisionamento de VPNs

Descrição da Rede Subjacente

Descrição da VPN& Requisitos QoS

Cálculo do Custo da VPN

AlgoritmosComputação dos

Caminhos

Árvore de conexão da VPN

Árvore de conexão + Custo da VPN

Modelo Hose

Modelo Hose Seletivo

7

1

3

2

10

9

8

5

6

4

7

1

2

10

8

5

6

4

1

2

10

861

2

10

861

2

10

861

2

10

861

2

10

86

7

1

2

10

8

5

6

44

4

8

6

8

8

14

Computação Computação dos Caminhos da dos Caminhos da

VPNVPN

Descrição da Rede Subjacente

Descrição da VPN& Requisitos QoS

Computação dosCaminhos

Cálculo do Custo da VPN

Algoritmos

Modelo Hose

Modelo Hose Seletivo

Árvore de conexão da VPN

Árvore de conexão + Custo da VPN

Computação dosCaminhos

Computação dosCaminhos

Computação dosCaminhos

14

Algoritmos Insensíveis a QoSAlgoritmos Insensíveis a QoS

Encontram uma árvore de conexão para a VPN Mas não garantem que a rede subjacente é capaz de suportá-la

Relativamente mais rápidos Usados em planejamento de redes

Algoritmos implementados All-Pairs Shortest Paths em VPNs (APSP) (modelo Pipe) Shortest Path Tree with Core Root (SPCR) O algoritmo KMB (KMB) VPN Spanning Tree (VPNST) Nearest Endpoint First (NEF) VPN Tree Full Search (VTFULL) (proposto na literatura) VPN Tree Endpoints Search (VTENDPOINTS)

15

Algoritmos Sensíveis a QoSAlgoritmos Sensíveis a QoS

Encontram uma árvore de conexão para a VPN Solução respeita as requisitos de QoS da VPN Consideram as condições atuais da rede

Relativamente mais lentos Usados na prática para aprovisionar VPNs Algoritmos propostos

Central Point Constrained Shortest Path Tree (CPCSPT) Constrained Nearest Endpoint First (CNEF) Hose Aware KPP (HA-KPP) Hose Aware Constrained KMB (HA-CKMB) Hose Aware Constrained Minimum Spanning Tree (HA-CMST) Refined Constrained Tree (RCT)

Cálculo do Cálculo do Custo da VPNCusto da VPN

Descrição da Rede Subjacente

Descrição da VPN& Requisitos QoS

Computação dosCaminhos

Cálculo do Custo da VPN

Algoritmos

Modelo Hose

Modelo Hose Seletivo

Árvore de conexão da VPN

Árvore de conexão + Custo da VPN

Cálculo do Custo da VPN

Cálculo do Custo da VPN

Cálculo do Custo da VPN

17

Custo da VPN = soma dos custos dos enlaces O Custo do enlace (i, j) da árvore é dado por:

Modelo HoseModelo Hose

Total de tráfego de egresso do lado i do enlace (i,j)

Total de tráfego de ingresso do lado j do enlace (i,j)

),(),( ,min),( ji

jji

i PpinpPp

outpT BBjiC

4 7

1

3

2

10

9

8

5

6

i j

18

Custo da VPN usando o HoseCusto da VPN usando o Hose

Especificação Hose

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

INGRESSO EGRESSO

4 7

B

A D

E

5

C 4+14+14 = 32

4 14

1414

14

min(28,32)=28

19

Custo da VPN usando o HoseCusto da VPN usando o Hose

Custo da VPN = 232

4 7

B

A D

E

5

C

1414

1414

1414

1414

4

4

28 28 28 28

Especificação Hose

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

14E

D E

14D

4C

14B

14A

CBA

INGRESSO EGRESSO

20

Modelo Hose SeletivoModelo Hose Seletivo

Assume-se que um ponto p de uma VPN pode ter requisitos de QoS diferentes para grupos de pontos.

Requisitos de QoS podem ser: Bout Tráfego de egresso Bin Tráfego de ingresso D Atraso J Variação do atraso L Perda de pacotes

Motivação Especificar VPN com requisitos adicionais de QoS Permitir restrições diferenciadas entre os pontos

Admite uma matriz de tráfego completa ou incompleta Múltiplas restrições de QoS + Demanda diferenciada =

aumento na complexidade

21Especificação Hose Seletivo

Matriz de Tráfego, Hose & Hose Matriz de Tráfego, Hose & Hose SeletivoSeletivo

A B C D out

A - 1 2 1 4

B 1 - 3 1 5

C 1 1 - 1 3

D 1 2 2 - 5

in 3 4 7 3

A B C D

A 4

B 5

C 3

D 5

EGRESSO

A B C D

3

4

7

3

INGRESSO

A B C D

A - 1 3

B 1 - 3 1

C 3

D 1 2 2 -

EGRESSO

A B C D

4

4

1 1 - 1

1 3 -

INGRESSO

Matriz de tráfego completa

Especificação hose

A B C D

150

90 200

90 200

200

ATRASO

A B C D

10

20

20

20

JITTER

A B C D

1 2

2

1 2 - 4

2 3 4 -

PERDA

22

O Custo do enlace (i, j) da árvore é dado por:

Modelo Hose SeletivoModelo Hose Seletivo

tráfego seletivo de saída dos pontos do lado i para os pontos do lado j

Desconsidera o tráfego de saída de que não cruza o enlace (i,j)

Desconsidera o tráfego de entrada que não cruza o

enlace (i,j)

),(

),(

),(

),(

)(,)(min),(*ji

j

jiiji

i

jij

PpinP

pPpoutP

pT BBjiC

4 7

1

3

2

10

9

8

5

6

i j

23

Custo da VPN usando o Hose Custo da VPN usando o Hose SeletivoSeletivo

4 7

B

A

3

D

9

E

5

C

4 7

B

A D

E

5

C

min(28,32)=28

4

INGRESSO

-104E

-

D

10

E

4D

4C

4-10B

410-A

CBA

EGRESSO

-104E

-

D

10

E

4D

4C

4-10B

410-A

CBA

4

10(E)

4

10(D)10(A)

4

10(B)4

10(A)

10(E)10(B)

10(D)

min(8,12)=8

24

Custo da VPN usando o Hose Custo da VPN usando o Hose SeletivoSeletivo

4 7

B

A

3

D

9

E

5

C

4 7

B

A

3

D

9

E

5

C

1414

1414

1414

1414

4

4

8 8 8 8

Custo da VPN = 152

INGRESSO

-104E

-

D

10

E

4D

4C

4-10B

410-A

CBA

EGRESSO

-104E

-

D

10

E

4D

4C

4-10B

410-A

CBA

Ferramentas de Ferramentas de SuporteSuporte

26

VPN-DL - ExemploVPN-DL - Exemplonetwork {

name "Backbone RNT - Rede Nacional de Testes"nodes{

0 200 100 JPA // format = id x y label1 400 100 REC2 500 200 BSB3 400 300 POA

}links {

// formato: node node capacity delay jitter loss0 1 20mb 10ms 10 01 2 15mb 10ms 10 02 3 3mb 15ms 10 0.20 3 1mb 25ms 20 0.11 6 4mb 20ms 30 0.1/* defaults are assumed when units are omitted */4 6 16 10 10 0

}} vpn {

name "VPN A - Bank of the City"terminals 0 1 3 4delay 120ms from all to 0 1 3 4delay 100ms from 0 to 1 3 4loss 0.1 from 1 to 4bw in 2mb from all to allbw out 4.5mb from 1 to 3 4

}

Descrição da rede subjacenteDescrição dos enlaces da redeDescrição dos nós da redeDescrição das VPNs e dos Requisitos de QoSComentários

Avaliação de Avaliação de DesempenhoDesempenho

28

Avaliação de DesempenhoAvaliação de Desempenho

Objetos de análise Algoritmos Modelos Hose vs Hose Seletivo

Metodologia: Simulação Confiabilidade dos resultados

Precisão estatística = 5% (mínimo) Nível de confiança = 99%

Cenários Cenário A: Análise dos Algoritmos Insensíveis a QoS Cenário B: Análise dos Algoritmos sensíveis a QoS

Redes Aleatórias e Redes Reais

29

RNP2RNP2

30

RNP2RNP2

31

AT&TAT&T

32

AT&TAT&T

33

GÉANTGÉANT

34

GÉANTGÉANT

35

Exp #A1: Regiões de DemandaExp #A1: Regiões de Demanda

5Mbps

1Mbps1Mbps

36

Regiões de DemandaRegiões de Demanda

37

Topologia AT&T (Agoritmo VTENDPOINTS) - Recurso Alocado

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Número de Regiões de Demanda

Re

cu

rso

alo

ca

do

HOSE NORMAL

HOSE SELETIVO

Resultados – AT&TResultados – AT&T

Topologia AT&T (Agoritmo VTENDPOINTS) - Recurso Alocado

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Número de Regiões de Demanda

Re

cu

rso

alo

ca

do

HOSE NORMAL

HOSE SELETIVO

Topologia AT&T (Agoritmo VTENDPOINTS) - Diferença do Custo da VPN

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Número de Regiões de Demanda

Red

uçã

o n

o C

ust

o d

a V

PN

(%

)

Redução no Custo da VPN emRelação ao Modelo HoseConvencional (%)

38

Resultados - ManhattanResultados - Manhattan

Topologia Grid529 (Agoritmo VTENDPOINTS) - Redução no Custo da VPN

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Número de Regiões de Demanda

Cu

sto

da

VP

N

HOSE

HOSE SELETIVO

Topologia Grid529 (Agoritmo VTENDPOINTS) - Redução no Custo da VPN

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Número de Regiões de Demanda

Red

uçã

o n

o C

ust

o d

a V

PN

(%

)

Redução no Custo da VPNem Relação ao Modelo HoseConvencional (%)

39

Exp#A2: – Precisão da MatrizExp#A2: – Precisão da Matriz

A B C D

A 10

B 10

C 10

D 10

Grupos = 1Elementos = 3Precisão = 0%

-

1

1

5

D

221D

-11C

3-1B

32-A

CBA

Grupos = 3Elementos = 1Precisão = 100%

2||

1||)(

PA

pp

Precisão da especificação de um Ponto Terminal

Média das Precisões de cada Ponto Terminal||

)(

)(P

A

APpp

Número de Pontos Terminais

Número de grupos

5

5

D

55D

C

5B

55A

CBA

Grupos = 2Elementos = 1,5Precisão = 50%

5

40

ResultadosResultados

Demanda entre pontos da VPN

1~10Mbps

Topologia AT&T (Algoritmo=VTENDPOINTS) - Recurso Alocado

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Precisão da Matriz de Tráfego (%)

Re

cu

rso

alo

ca

do

Hose Convencional

Hose Seletivo

Topologia AT&T - Diferença na Alocação de Recursos

81,0

81,5

82,0

82,5

83,0

83,5

84,0

84,5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Precisão da Matriz de Tráfego (%)

Red

uçã

o n

o C

ust

o d

a V

PN

(%

)

Redução no Custo da VPN emRelação ao Modelo Hose (%)

Ganhos sobre o Hose81~83%

Topologia AT&T (Algoritmo=VTENDPOINTS) - Recurso Alocado

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Precisão da Matriz de Tráfego (%)

Re

cu

rso

alo

ca

do

Hose Convencional

Hose Seletivo

41

Custo computacionalCusto computacional

Topologia AT&T (Algoritmo=VTENDPOINTS) - Tempo de Processamento

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Precisão da Matriz de Tráfego (%)

Te

mp

o (

s)

Hose Convencional

Hose Seletivo

42

Cenário B: Sensibilidade a QoSCenário B: Sensibilidade a QoS

Avaliação dos algoritmos propostos Central Point Constrained Shortest Path Tree (CPCSPT) Constrained Nearest Endpoint First (CNEF) Hose Aware KPP (HA-KPP) Hose Aware Constrained KMB (HA-CKMB) Refined Constrained Tree (RCT) Hose Aware Constrained Minimum Spanning Tree (HA-CMST)

Requisitos de QoS das VPNs Largura de banda entre os pontos: variável aleatória U~[1, 4] Atraso: variável aleatória U~[d(G), 2d(G) ]

43

Exp#B1: Custo da VPN na Rede Exp#B1: Custo da VPN na Rede LivreLivre Experimento

Alocar VPNs sucessivamente sobre a rede até o primeiro bloqueio Analisar o comportamento dos algoritmos em uma rede não

saturada (livre) Objetos de análise

Algoritmos sensíveis a QoS Hose e Hose Seletivo

Redes Reais RNP2, GÉANT, AT&T

Métricas de avaliação custo da VPN custo computacional

44

Custo da VPN - Topologias ReaisCusto da VPN - Topologias Reais

AT&T

RNP2

GÉANT

Topologia RNP2 - Recurso Alocado

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Re

cu

rso

alo

ca

do

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CSMT

Topologia GÉANT - Recurso Alocado

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Re

cu

rso

alo

ca

do

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CMST

Desempenho depende da topologia

Algoritmos mantém o desempenho relativo com o aumento do tamanho da VPN

Topologia AT&T - Recurso Alocado

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Re

cu

rso

alo

ca

do

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CMST

45

Custo Computacional - Topologias Custo Computacional - Topologias ReaisReais

AT&T

RNP2

GÉANT

Topologia RNP2 - Tempo de Processamento

0,00

0,01

0,10

1,00

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Te

mp

o (

s)

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CSMT

Topologia GÉANT - Tempo de Processamento

0,00

0,01

0,10

1,00

10,00

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Te

mp

o (

s)

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CMST

Topologia AT&T - Tempo de Processamento

0,0

0,1

1,0

10,0

100,0

1000,0

10000,0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Tamanho da VPN (%)

Te

mp

o (

s)

CNEFRCTHA-KPPHA-CKMBCPCSPTHA-CMST

Algoritmos não mantém o desempenho relativo com o tamanho da VPN

Desempenho depende da topologia

Escolha do melhor algoritmo deve considerar uma topologia específica

46

Desempenho dos AlgoritmosDesempenho dos Algoritmos

Desempenho relativoRede Livre

VPN=10~20%

AlgoritmoCusto da VPN Tempo

CustoVPN

TempoAT&T RNP2 GÉANT AT&T RNP2 GÉANT

Constrained Nearest Endpoint First (CNEF) Refined Constrained Tree (RCT) Hose-Aware KPP (HA-KPP) Hose-Aware Constrained KMB (HA-CKMB) Central Point Constrained SPT (CPCSPT) Hose Aware Constrained MST (HA-CMST)

47

Hose Hose vvs Hose Seletivos Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CNEF - HoseCNEF - Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

CPCSPT - HoseCPCSPT - Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

HA-KPP - Hose

HA-KPP - Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

HA-CKMB - Hose

HA-KMB - Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

RCT - HoseRCT - Hose Seletivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

HA-CMST - HoseHA-CMST - Hose Seletivo

Hose Seletivo reduz a alocação de recursos: todos os algoritmos e topologias Usamos demanda de tráfego ~[1,4] entre os pontos

48

Exp#B2: Custo da VPN na Rede Exp#B2: Custo da VPN na Rede SaturadaSaturada Experimento

Alocar VPNs sucessivamente sobre a rede até que a taxa de bloqueio atinja 30%

Analisar o comportamento dos algoritmos em uma rede saturada Objetos de análise

Algoritmos sensíveis a QoS Redes Reais

RNP2, GÉANT, AT&T Métricas de avaliação

custo total de aprovisionamento (custo da VPN) custo computacional Adaptabilidade Potencial de revenda

49

Custo Médio da VPN (AT&T)

290

340

390

440

490

540

590

640

690

CNEF CPCSPT HA-KPP HA-KMB RCT HA-CMSTAlgoritmo

Cu

sto

Méd

io d

a V

PN

Número de VPNs Alocadas (AT&T)

0

100

200

300

400

500

600

CNEF CPCSPT HA-KPP HA-KMB RCT HA-CMSTAlgoritmo

Nú

mer

o d

e V

PN

s A

loca

das

Desempenho na Desempenho na Rede SaturadaRede Saturada

Hose

Hose Seletivo

50

Métrica Combinada: Potencial de Métrica Combinada: Potencial de RevendaRevenda

Potencial de Revenda (AT&T)

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

CNEF CPCSPT HA-KPP HA-KMB RCT HA-CMSTAlgoritmo

Poten

cial d

e Rev

enda

Índice de Custo 1, Menor é melhor

Índice de Eficiência 1, Maior é melhor

Potencial de Revenda 1, Maior é melhor

)(min

)()(

xVPNCost

aVPNCostaIc

Ax

AG

)(max

)()(

xVPNCount

aVPNCountaIe

Ax

AG

)(

)()(

aIc

aIeaR

AG

AGA

G

51

Algumas ConclusõesAlgumas Conclusões

Sobre o Hose Seletivo Tira proveito de uma matriz incompleta, com ganhos crescentes à medida

em que a precisão aumenta É uma generalização do modelo Hose Nunca aloca mais recursos do que o Hose Compromisso: ganhos na alocação de recursos X custo computacional Ganhos não são garantidos: dependem da topologia

Sobre os algoritmos de Aprovisionamento Melhor desempenho global: RCT, HA-CKMB, CPCSPT, HA-CMST, CNEF

e HA-KPP Pré-computação do Conjunto Centro da VPN traz benefícios para

algoritmos que usam um ponto central Não há um algoritmo ideal para todas as topologias Boa prática: adoção de um pequeno grupo de algoritmos para uma

topologia específica

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Principais ContribuiçõesPrincipais Contribuições1/21/2 Análise e comparação de algoritmos para aprovisionamento de

VPNs Algoritmos insensíveis a QoS

Shortest Path Tree with Core Root O algoritmo KMB VPN Spanning Tree Nearest Endpoint First VPN Tree Endpoints Search

Algoritmos sensíveis a múltiplas restrições de QoS Central Point Constrained Shortest Path Tree (CPCSPT) Constrained Nearest Endpoint First (CNEF) Hose Aware KPP (HA-KPP) Hose Aware Constrained KMB (HA-CKMB) Refined Constrained Tree (RCT) Hose Aware Constrained Minimum Spanning Tree (HA-CMST)

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Principais ContribuiçõesPrincipais Contribuições2/22/2 Hose Seletivo

Permite especificação de requisitos adicionais de QoS Restrições seletivas para grupos de pontos com nível de detalhe

arbitrário Aloca menor ou igual quantidade de recursos que o Hose

VPN Description Language (VPN-DL) Para descrição da rede, VPN e QoS Suporte para Hose Seletivo (inclui matriz completa e hose

convencional) Cálculo e visualização de Topologias e VPNs: VPNviewer

Implementa os algoritmos, computa a solução, desenha o resultado Biblioteca de classes e estruturas de dados para manipulação de

VPNs (grafos)

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Trabalhos futurosTrabalhos futuros

Considerar o tipo de tráfego na especificação da VPN Define-se categorias de tráfego (ex: VoIP, Video, banco de dados)

Análise do custo de violação dos SLAs Quanto custa a falha de um enlace? Como restaurar os caminhos com impacto médio mínimo?

Redimensionamento dinâmico Buscar alternativas diante de um bloqueio da VPN

Considerar Splittable Routing Idéia de “Árvores sobrepostas”

Mapeamento da árvore da VPN para uma tecnologia de de VPN Exemplo: LSPs com MPLS

Avaliar outras abordagens algorítmicas Algoritmos genéticos, algoritmos aleatorizados Técnicas para redução do espaço de busca

56

Fim da Apresentação

57

58

59

60

62

Classes de ProblemasClasses de Problemas

P (polynomial) Conjunto de problemas para os quais existe um algoritmo que o

resolve cada um em tempo polinomial x O(Nx) NP (Non-deterministic polynomial)

Não se conhece um algoritmo que o resolve em tempo polinomial Existe um algoritmo polinomial que certifica uma solução candidata Não confundir com “Não-polinomial”

NP-Complete A é NP-Completo se todo problema x NP pode ser reduzido a A

por um algoritmo polinomial Se A está em P então todos estão

NP-Hard É um problema de otimização que chama um problema NP-

Complete (problema de decisão) como sub-rotina.

P

NP

NP-HardNP-CP

NP

NP-Complete

77

Principais ContribuiçõesPrincipais Contribuições2/32/3 Hose Seletivo Especificação de requisitos adicionais de QoS Especificação de tráfego com nível de detalhe arbitrário

Restrições individuais entre cada par de pontos (ex: pipe) Única restrição para todos os pontos (ex: hose) Restrições seletivas para grupos de pontos (“micro-hoses”) Restrições arbitrárias aplicáveis a todos os parâmetros de QoS

Aloca menor ou igual quantidade de recursos que o Hose Confinamento do tráfego local nos grupos de demanda

É uma generalização dos modelos Hose e Pipe Trabalha de modo híbrido entre Hose e Pipe na distribuição do tráfego Mas adota o modelo de compartilhamento característico do Hose Aproveita o melhor dos dois mundos

Não depende do algoritmo usado para determinar a árvore Atua sobre a árvore encontrada