Otimização de rotas em redes definidas por software utilizando algoritmos evolucionários

Autor: Servílio Souza de Assis
Přispěvatelé: Luciano de Errico, Hani Camille Yehia, Walmir Matos Caminhas, Adriano Vilela Barbosa, Frederico Gualberto Ferreira Coelho
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A popularização de serviços e aplicações na nuvem tem mudado drasticamente os perfis de tráfego na Internet. Tais mudanças têm motivado a evolução do paradigma SDN (Software Defined Networking), onde são separados os planos de dados e de controle dos elementos de comutação das redes, possibilitando uma visão centralizada de gerência e uma série de novas aplicações. Nessa perspectiva, no presente trabalho foram desenvolvidos modelos de otimização, baseados em algoritmos evolucionários, para roteamento em cenários de melhor esforço e com SLA (Service Level Agreement), atendendo a critérios de balanceamento de carga e de eficiência energética no uso de recursos. Foram desenvolvidos e avaliados modelos de otimização para diferentes contextos, considerando a qualidade das soluções alcançadas e o desempenho dos métodos. Após diversas análises, o algoritmo NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) foi escolhido para utilização na obtenção de conjuntos de soluções ótimas. No caso de SLA, foi escolhida a técnica de agregação de objetivos em um algoritmo genético com preferências definidas a priori. Experimentos realizados através de emulação e simulação indicaram melhoria de desempenho das redes, conforme as preferências definidas por um tomador de decisões, com o algoritmo mostrando capacidade de convergir para rotas que atendam as restrições das demandas de fluxos da rede, garantindo também um uso mínimo de recursos, visando eficiência energética. The popularization of cloud services and applications has drastically changed Internet traffic profiles. Such changes have motivated the evolution of the SDN (Software Defined Networking) paradigm, where the data and control planes are separated from the switching elements of the networks, enabling a centralized management view and a series of new applications. From this perspective, optimization models were developed in this work, based on evolutionary algorithms, for routing in best effort and with SLA (Service Level Agreement) scenarios, meeting load balancing and energy efficiency criteria in the use of resources. Optimization models were developed and evaluated in different contexts, considering the quality of the achieved solutions and the performance of the methods. After several analyses, the NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) was chosen for use in obtaining sets of optimal solutions. In the case of SLA, the objective aggregation technique with a genetic algorithm was chosen, defining a priori preferences. Experiments performed through emulation and simulation indicated an improvement in the performance of the networks, according to the preferences defined by a decision maker, with the algorithm showing the ability to converge to routes that meet the restrictions of the network’s flow demands, also ensuring a minimum use of resources, aiming at energy efficiency.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: