Engenharia de Tráfego: normalização do processo detroca de tráfego com base em classificação baseadaem bonus de tráfego.

Grupo de Pesquisa em Tráfego IP - Brasilia

Dr. Marcio de Deus – IFBDr. Paulo H.P. Carvalho - UnB

Engenharia de Tráfego: normalização do processode troca de tráfego com base em classificaçãobaseada em bonus de tráfego.

Aspectos relacionados aNeutralidadeMarcoCivildaInternet

Lei nº 12.965/2014, t, traz em no inciso IV do Art. 3o umadireção para a preservação e garantia da neutralidade derede.

No Art. 9o a Neutralidade de Rede é definida no seucaput. Em acordo com a Lei, no Brasil, o responsável pelatransmissão, comutação ou roteamento tem o dever detratar de forma isonômica quaisquer pacotes de dados,sem distinção por conteúdo, origem e destino, serviço,terminal ou aplicação.

Os problemas• Definição• Interpretação dosignificado• Discussão bipolar:

– Operadoras deTelecomxConteúdo

• Legislação baseada na tecnologia enão na necessidade depreservaçãodasrelações sociais

Questionamentosrecorrentes

Sou um provedor de acesso, abrangêncianacional.

- Gostaria de fazer um acordo de peering(sem pagamento) com uma empresa quenão possui as mesmas características.- Quais são as consequências com base naregulação do setor?

Relacionamento entreredes naInternet

ASs1

ASp21 ASp22 ASp23

ASs2

ASp31 ASp32 ASp33 ASp34

Tier 1

Tier 2

Tier 2

Peering (Sem custo)

Trânsito (Com custo)

Relacionamento entre Sistemas Autônomos (ASes)

$

$

$

l =1

l =2

l =3

Tier n

!!!!!!

l =n

.#.!

.#.!

.#.!

.#.!

3∴

OBônus deTráfego

TrB

aplicacado ao Relacionamento

AS1st rule:noexternal control

“This is especially true for the inbound direction as the flow oftraffic depends on the forwarding decision made at other routersin other Autonomous Systems. In other words, in order to engineerthe way traffic enters a network, the route selection process atother routers has to be influenced remotely.”

ExplicitlyAccommodatingOriginPreferenceforInter-DomainTrafficEngineeringRolfWinter,ACMSymposiumonAppliedComputing,2012

Política deDecisão

Revisão daPolítica doBGP

•1- Next-HOPaccessível (válido)

•2- LocalPreference(MAIORLPvence)

•3- ASPath(MENORASPathvence)

•4- ORIGIN(MENORORIGIN(MENORvence)

•5- MED(MENORvence)

•6- eBGP xiBGP (prefere eBGP à iBGP)

•7- Métrica IGPaté opeerque anunciou oprefixo (MENORvence)

•8- Tamanho doClusterList(MENORvence)

•9- Router-ID(MENORvence)

•10- Peer-ID(MENORvence)

Caracterização:Prepend

Inicio doprocesso

Caracterização daRede RouteViews

Caracterização dePrepends RouteViews

Cálculo daprobabilidade deuso

doPrepend

>p%

Previsão dealocaçãoderecursos para uso

Negociaçãodireta entre

administradoresderede

Caracterização deTráfego

A

A

Previsão detráfego

(inferência)

Seleção demelhor caminho

Tentativa demodificação -Prepend

Monitoração dosresultados

Fim

N

S

Analise doPrepend

ASEmpresa

2

AS4AS4 AS4AS4

ASEmpresa

1Coleta 1

Coleta 2

Caracterização doPrepend

http://bgp.potaroo.net/as6447/bgptable.txt

AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 AS7 AS8Sem Prepend

AS1 AS2 AS3 AS22 AS23ComPrepend

0

500000000

1E+09

1,5E+09

2E+09 Distância0

Distância1

Distância2

Distância3

Distância4

Distância5

Distância6

Distância7Distância8Distância9

Distância10

Distância11

Distância12

Distância13

Distância14

Distância15

Distância16

DistânciasentreASes

DistânciaentreEndereçose…

BGP$Prepend$2+,$39,59%$

BGP$Prepend,$29,55%$

Communi6es,$10,48%$

Problema$de$roteamento$externo,$

10,92%$

Problemas$de$roteamento$

interno,$9,46%$

Chart&Title&(a)$ (b)$

Ano$

%$AS$Prep

end$$0$Tabe

la$Internet$Full$Rou

'ng$$

BGP$Prepend$2+,$39,59%$

Outros,$29,55%$

Communi9es,$10,48%$

Problema$de$roteamento$externo,$

10,92%$

Problemas$de$roteamento$

interno,$9,46%$

%"Problemas"resolvidos""

Prepend realeuso doAS-PATH

Caracterização doPrepend

http://bgp.potaroo.net/as6447/bgptable.txt

0

20

40

60

80

100

120

FunçãoCumulativa

Funçãocumulativa%pordistânciadeAS

Efetividadade nouso doPrepend‘Sem alteração’

0"

0,05"

0,1"

0,15"

0,2"

0,25"

0,3"

0,35"

0,4"

jan/11"

fev/11"

mar/11"

abr/11"

mai/11"

jun/11"

jul/11"

ago/11"

set/11"

out/11"

nov/11"

dez/11"

jan/12"

fev/12"

mar/12"

abr/12"

mai/12"

jun/12"

jul/12"

ago/12"

set/12"

out/12"

nov/12"

dez/12"

Empresa"1"

Empresa"2"

Tentativa dealteração doprocesso dedecisão desistema autônomo externo

Inicio

Definição doconjunto deenlacesaserbalanceado

Identificaçãodaorigem damaior parceladetráfego

Caracterizaçãodotráfego

Rankingdemelhoressoluções

!Tentativa de

modificação datomada dedecisão

Prepend

Proposta deEqualização

OBônus deTráfego

TrB

Tomada deDecisãoEngenharia deTráfego

BGP

SemalteraçãonoBGP

ComalteraçãonoBGP

1. Caracterização2. Predição3. Influência do processo de

decisão baseado nos diversosdados coletados - Prepend

1. Outbound2. OPA solution3. TrB

Modificação noBGP

Abordagem deminimamodificação noBGPcomouso deparâmetrosinseridos nocampoopcional

Modificação noPrepend

Arquitetura daalteração

AS1$ AS2$ ASn$

Clearinghouse$Bonus$Traf$Database$

V1=G(AS1, AS2) Vn=G(Asn-1,ASn)

Sessão eBGP Sessão eBGP

Transporte$usando$$o$campo$opcional$

Pacote$BGP$–$RFC$4271$

TrB$!$(ASN$+$TrB)$

Bônus deTráfego

Parâmetro)

Uso)em)Instituições)de)

Ensino)e)Pesquisa)

Demais)usos)

TrBtyp' 100# 1#

TrBipa'

5 para cada bloco /18 IPv4

10 para cada bloco /64 IPv6

(Efetivamente publicados na Internet)

TrBtrf' !"#!"# =!"#$%&'!"# + !"#$%&'!!"(!"#$)

10!"#$

TrBtot' TrBtot = TrBtyp + TrBipa + TrBtrf#

#

Parâmetros TrBtrf eTrBipa

0"

20"

40"

60"

80"

100"

120"

TrBipa''!

AS'Grande'(1Tbps>Tráfego>500Gbps)' AS'Medio'(50>Tráfego>500Gbps)' AS'Pequeno'(Tráfego<50Gbps)'Gbps%

0"

5"

10"

15"

20"

25"

AFRINIC" APNIC" ARIN" RIPE"NCC" LACNIC"

TrBipa'

TrBipa"

Balancear aimportância dogerador deconteúdo edoprovedor deserviços

Teste comoBGPeoTrB

Teste comoBGPeoTrB

Diferença detemposdeconvergênciaeGP=BGPeiGP=OSPF

0"

10"

20"

30"

40"

50"

60"

70"

80"

90"

1" 3" 5" 7" 9" 11" 13" 15" 17" 19" 21" 23" 25" 27" 29" 31" 33" 35" 37" 39" 41" 43" 45" 47" 49" 51" 53" 55" 57" 59" 61" 63" 65" 67" 69" 71" 73" 75" 77" 79" 81" 83"

Best"Path+SPF"(ms)"With" Best"Path+SPF"(ms)"Without"

Conclusão

O TrB é uma possível solução para equalização dadefinição de equivalência no marco civil

O TrB não acrescenta tempo de processamento nosroteadores

A solução é minimamente invasiva.

Anexos

Assimetria detráfego

Assimetria decaminhoASYPATH

S

I1

I2

D

RequestResponse

Assimetria decargaASYin-out

S

I1

I2

DRequest

Response

Estimativa deBandaEfetivaFator deEscala: Momento davariável aleatória:

Fator deMomento:

Tráfego Multifractal

Beta Media Var

Estimativa deBandaEfetivaSeja X(t)umprocesso autossimilar commédia zeroevariância

HEG é oparâmetro deescalonamento globalou Hölder:

Do fBm:

Função geradora de momentos X(t), onde θ é a taxa de decaimento exponencial assintótica dadisbtribuição do tamanho da fila e δ é a escala de tempo

BandaEfetiva

Estimativa deBandaEfetivaFunção geradora de momentos X(t), onde θ é a taxa de decaimento exponencial assintótica dadisbtribuição do tamanho da fila e δ é a escala de tempo

BandaEfetiva

Estimativa deBandaEfetivaX(t)é Multifractalsepossui incrementos estacionários esatisfaz asequinte equação:

é função escalaé fator demomento

Portanto afunção esclala pode ser definida como:

Arajada é independende dofluxo Y,então temos:

A função de escala pode ser modelada assumindo-se queR é uma variável aleatória [0;1] com disbribuição Beta(α;β)

Diferença entreabanda easestimativas Media,Max,Min

0%#

100%#

200%#

300%#

400%#

500%#

600%#

700%#

800%#

1# 33#

65#

97#

129#

161#

193#

225#

257#

289#

321#

353#

385#

417#

449#

481#

513#

545#

577#

609#

641#

673#

705#

737#

769#

801#

833#

865#

897#

929#

961#

993#

1025#

1057#

1089#

1121#

1153#

1185#

1217#

1249#

1281#

1313#

1345#

1377#

1409#

1441#

1473#

1505#

1537#

1569#

1601#

1633#

1665#

1697#

1729#

1761#

1793#

1825#

1857#

1889#

1921#

1953#

1985#

2017#

2049#

2081#

2113#

2145#

2177#

2209#

δMax#

δMin#

δMedia#

BandaEfetivaPointwise =100

Estimativa pela Média,Maximo eMinimo acada 100amostras

0"

500000000"

1E+09"

1,5E+09"

2E+09"

2,5E+09"

3E+09"

3,5E+09"

1" 48"

95"

142"

189"

236"

283"

330"

377"

424"

471"

518"

565"

612"

659"

706"

753"

800"

847"

894"

941"

988"

1035"

1082"

1129"

1176"

1223"

1270"

1317"

1364"

1411"

1458"

1505"

1552"

1599"

1646"

1693"

1740"

1787"

1834"

1881"

1928"

1975"

2022"

2069"

2116"

2163"

2210"

2257"

2304"

2351"

2398"

2445"

2492"

Banda"

BE"MAX"[100a]"

BE"Min"[100a]"

BE"Media"[100a]"

5min

ResumoTrata-se de proposta minimamente invasiva BGP. Atualmente, um dos conceitos correntes na Internet é que asredes que iniciaram a Internet e possuem abrangência geográfica são denominadas TIER-1. Por esse motivo,esses operadores normalmente não trocam tráfego por meio de peering – sem pagamento da interconexão –com outras redes que não possuam condições semelhantes. Pelo lado econômico, é importante entender queexiste a necessidade da proteção do investimento e que as redes não se constroem sem viabilidade e retornoprovável do investimento. Em alguns países, o interesse no conteúdo gerou condições de interconexão paraque provedores de conteúdo, que não possuem rede ou abrangência geográfica até o usuário final,conseguissem fechar acordos de peering com base no interesse mútuo. Porém existem problemas de ordemeconômica, regulatória e legal. O conceito de neutralidade e igualdade nos casos relacionados a interconexãolevam os Tier-1s a não quererem trocar tráfego em PTT (IXs). Mesmo quando isto também lhes interessaeconomicamente.

Uma possibilidade interessante poderia estar relacionada com um modelo de bônus de tráfego – TrB – ondecada AS, em função de suas características básicas de função ou quantidade de tráfego gerado ou consumido,poderia ter créditos a serem usados para a interferência inteligente nas tomadas de decisão relacionadas aoencaminhamento do tráfego. Os créditos de tráfego não têm a função de alteração na estratégia ou modeloeconômico-financeiro de cada AS. Ao contrário, serviriam apenas para facilitar ou aumentar a probabilidade deuso do prepend como uma forma de dar a um AS externo mais condições de alterar o perfil de tráfegorecebido.