Gerenciamento de QoE para tráfego HTTP/2 em redes de longa distância definidas por software

Autor: Guardabaxo, Hélio Henrique Gonçalves
Přispěvatelé: Pavani, Gustavo Souza, Campelo, Divanilson Rodrigo de Sousa, Rocha, Vladimir Emiliano Moreira
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFABC
Universidade Federal do ABC (UFABC)
instacron:UFABC
Popis: Orientador: Prof. Dr. Gustavo Sousa Pavani Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2022. O protocolo HTTP/2 surgiu da necessidade de se diminuir a latência imposta pelo protocolo HTTP/1.1 no carregamento de páginas Web. Entre as novas funcionalidades introduzidas no protocolo HTTP/2, destaca-se o conceito de priorização de requisições, em que o cliente manifesta ao servidor suas preferências para completar requisições importantes mais rapidamente. Nesse contexto, este trabalho propõe o uso de redes definidas de software para se reduzir ainda mais a latência em servidores HTTP/2 em grandes centros de dados. Para tanto, a proposta deste trabalho é promover a integração de um servidor Web HTTP/2 com o controlador da rede definida por software com o intuito de tornar o controlador ciente da aplicação e, com isso, permitir a priorização de fluxos HTTP/2 também no nível de camada de rede. Classificando e marcando os fluxos, que estão relacionados aos recursos mais críticos (HTML, CSS e JS) para a renderização de páginas da web, como tráfego de alta prioridade, é possível obter uma melhor Qualidade de Experiência (QoE) para os usuários da web. Para demonstrar os benefícios da abordagem proposta, um protótipo foi construído para emular uma rede de longa distância definida por software, em que caminhos com diferentes características de Qualidade de Serviço (QoS) estavam disponíveis. A métrica SpeedIndex foi usada para medir a QoE dos vinte principais sítios do Alexa na web. Os resultados obtidos indicam que a abordagem proposta pode melhorar significativamente a QoE em ambientes com perdas, que são conhecidos por serem desafiadores para o protocolo HTTP/2. Nesse contexto, será feita a comparação de desempenho do servidor Web HTTP/2 em diferentes esquemas de priorização, avaliando-se primordialmente as questões de latência de carregamento. O primeiro com distribuição de bytes de maneira uniforme, ou seja, sem priorização dos fluxos HTTP/2. O segundo com priorização dos fluxos usando uma árvore de dependências com distribuição de bytes proporcional à prioridade. E o terceiro que fará com que a priorização definida pelo servidor HTTP/2 seja feita também na camada de rede, onde o fluxo priorizado será transportado por um caminho de rede sem perdas. The HTTP/2 protocol was designed to mitigate the latency of the HTTP/1.1 protocol in page loading. This new version introduces new features such as header compression (HPACK), the use of simultaneous streams in a single TCP connection (Multiplexing) and the preventive sending of files (Server-push). The HTTP/2 protocol introduces too the concept of request prioritization, where the client manifests to the server its preferences for completing important requests more quickly. In this sense, this work proposes the use of software-defined networks to reduce even more the latency in HTTP/2 servers in large data centers. To do so, the aim of this work is to promote the integration of an HTTP/2 server with the software-defined network controller in order to make the controller aware of the application. Consequently, the network layer will be also capable of prioritizing the HTTP/2 streams. By classifying and marking the streams, which are related to the most critical resources (HTML, CSS and JS) needed for web page rendering, as high-priority traffic, it is possible to obtain a better Quality-of-Experience (QoE) for web users. To demonstrate the benefits of the proposed approach, a prototype was built to emulate a software-defined wide area network, where paths with different Quality-of-Service (QoS) characteristics were available. The SpeedIndex metric were used to measure the QoE for the Alexa top 20 sites on the web. The obtained results indicate that the proposed approach can significantly improve the QoE in lossy environments, which are known to be challenging to the HTTP/2 protocol. In this context, the performance of the HTTP/2 Web server will be compared in different prioritization schemes, primarily evaluating the loading latency issues. The first one with uniform distribution of bytes, that is, without prioritization of HTTP/2 flows. The second with stream prioritization using a dependency tree with byte distribution proportional to priority. And the third one that will make the prioritization defined by the HTTP/2 server also be done at the network layer, where the prioritized stream will be transported through a lossless network path.
Databáze: OpenAIRE
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