Resumen
El Ancho de Banda Disponible de Extremo a Extremo (Ab-disp-E) de una red, es la capacidad mínima de transmisión para toda una ruta de comunicación, y es definida por el enlace con el menor Ancho de Banda Disponible (Ab-disp) de la ruta. Actualmente, el Ab-disp-E ha recibido una considerable importancia, debido a su utilidad para la administración de diversos servicios y protocolos de red, lo que permite mejorar el rendimiento de aplicaciones como: a) Herramientas de administración de red, pueden monitorear y estimar la congestión de una red de extremo a extremo en un periodo de tiempo específico, b) Proveedores de Servicios de Internet (ISP)s, pueden monitorear y verificar niveles de Calidad de Servicio (QoS) (p. ej. la velocidad de subida o descarga de archivos), c) sistemas de detección de intrusos, pueden generar alertas tempranas basadas en un aumento inesperado en la utilización de la red.En términos generales, para estimar el Ab-disp-E, todas las herramientas de estimación insertan a la red evaluada Paquetes de Sondeo (PS), es decir, tráfico extra; que es conocido como Sobrecarga. Estas herramientas de estimación se denominan Intrusivas. En consecuencia, el uso de PS es un factor asociado a dos principales errores en la estimación del Ab-disp-E. Primero, al insertar PS se consume parte del ancho de banda de la red evaluada, y se genera imprecisión al estimar el Ab-disp-E, también al usar muchos PS durante las estimación, genera incremento del tiempo de procesamiento requerido para obtener los resultados. Segundo, debido a que todas las herramientas de estimación necesitan calcular el retardo entre pares o trenes de PS, por lo tanto, marcan los PS con el Tiempo de Salida en el origen y Tiempo de Llegada en el destino (llamado en inglés timestamping). Por lo tanto, cuando el sistema operativo pone en espera el proceso que captura el tiempo para estimador, disminuye la exactitud de los tiempos de salida y tiempos de llegada de los PS, causando imprecisión al valor estimado del Ab-disp-E, y aumento del Tiempo de Estimación (TE) de las herramientas de estimación.
Por lo tanto, para suprimir la sobrecarga este trabajo propone eliminar el uso de los PS al realizar la estimación del Ab-disp-E. En consecuencia, se desarrollaron dos actividades macro. Primera, diseñar y evaluar una metodología que use como PS los propios paquetes del enlace evaluado, y así eliminar la sobrecarga. Así mismo, se realizó un análisis de la sobrecarga introducida por las herramientas de estimación de Ab-disp-E en una red de computadoras, y se estudió cómo su disminución o eliminación, minimiza uno o más errores asociados a la sobrecarga. Así mismo, este proyecto se aprovecha de trabajos previos que han realizado estudios sobre análisis y caracterización de flujo de paquetes del Protocolo de Control de Transmión (TCP), focalizado en los Round-Trip Time (RTT) y One-Way Delay (OWD) de los paquetes de tipo ACK. Como resultado de lo anterior, se desarrolló una nueva la metodología de estimación llamada Dispersión de Pares de Paquetes en Sesiones (DPP-STCP), este método tiene como base la funcionalidad del enfoque de estimación Probe Gap Model (PGM), y a diferencia de las metodologías actuales DPP-STCP usa Paquetes Propios de una Sesión TCP Activa (PPs) para estimar del Ab-disp-E. Segunda, minimizar la imprecisión en el marcado del tiempo de salida y tiempo de llegada de los PS. Respecto a lo anterior, se analizaron los estudios previos sobre el comportamiento de las funciones para capturar el tiempo del sistema, como gettimeofday() y hardclock(); que insertan retardos al envío de los paquetes. Sin embargo, para evitar el uso de estas funciones que provocan interrupciones de hardware, estudios muestran como se pueden usar plataformas de hardware de red re-programable para delegar al adaptador de red esta función crítica durante el procesamiento de paquetes. Por lo tanto, con base en el algoritmo DPP-STCP y en la metodología Síntesis de Alto Nivel (HLS) se desarrolló el estimador llamado TraceTCP, el cual permite evaluar el rendimiento de DPP-STCP, cuando se marca el tiempo de salida y tiempo de llegada de los PPs en el hardware de red. Estas dos
contribuciones son novedosas para la comunidad de investigación en monitoreo de redes y sus áreas de aplicación.
Finalmente, se evalúa y compara el rendimiento algoritmo del DPP-STCP con tres Herramientas de Estimación (HEs)s basadas de software, y el de TraceTCP con el rendimiento de DPP-STCP; en términos de la precisión y tiempo de estimación del Ab-disp-E.
| Fecha de lectura | 2022 |
|---|---|
| Idioma original | Español |
| Supervisor | Cesar Dario Guerrero Santander (Supervisor) |