Tesis doctoral de Juan Felipe Botero Vega
La virtualización de red ha sido reconocida como una de las tecnologías que posibilitan el internet del futuro pues pretende superar la resistencia del internet actual a un cambio radical en su arquitectura mediante la adopción de un modelo de negocio que separa los servicios ofrecidos por la red de la infrastructura física de la misma. El problema de asignar un grupo de redes virtuales en una red física o sustrato es uno de los principales desafíos de investigación en arquitecturas que soportan virtualización de red. Este problema se conoce como el problema de incrustamiento de redes virtuales (vne, por sus siglas en inglés). El vne se ocupa de la asignación de recursos virtuales tanto en los nodos como en los enlaces de la red. Por lo tanto, se puede dividir en dos sub-problemas: 1) el mapeo de nodos virtuales que se encarga de asignar los nodos virtuales en nodos físicos, y 2) el mapeo de enlaces virtuales que se ocupa de asignar los enlaces virtuales a caminos/rutas en la red física. la virtualización de red depende de la disponibilidad de algoritmos que permitan instanciar redes virtuales en una infrastructura física, optimizando la distribución de estas redes con respecto a las métricas de calidad de servicio más relevantes. Esta clase de algoritmos se denominan algoritmos de vne. esta tesis propone un conjunto de contribuciones para resolver los desafíos de investigación inherentes al vne que no han sido abordados aún por la comunidad científica. Con este objetivo, la tesis realiza una profunda y amplia revisión del problema de incrustamiento de redes virtuales. el primer desafío de investigación detectado es la falta de propuestas para resolver el problema de mapeo de enlances virtuales usando un único camino en la red física por cada enlace virtual. Como este problema es np-completo, las propuestas existentes lo resuelven usando algoritmos conocidos de camino más corto que limitan el mapeo a problemas mono-restricción. Esta tesis propone el uso de un marco matemático para el encaminamiento multi-restricción, llamado algebra de caminos, para resolver el mapeo de enlaces virtuales. Además, la tesis introduce un nuevo conjunto de demandas virtuales causadas por las demandas presentes en enlaces virtuales en los recursos de los nodos físicos que actúan como saltos intermedios en los caminos físicos que están siendo asignados. la mayoría de las propuestas existentes para resolver el vne son centralizadas, lo que conlleva problemas de escalabilidad y permite puntos únicos de fallo. Además, los algoritmos centralizados no permiten asignar redes virtuales en paralelo. En esta tesis se propone un marco distribuído, paralelo y universal para resolver el vne. Dentro del marco propuesto, cualquier algoritmo existente que resuelva el vne puede correr de manera distribuida. De esta manera, la carga computacional que se necesita para asignar múltiples redes virtuales en paralelo es propagada por toda la red física. las infrastructuras que soportarán el internet del futuro deberán ser eficientes energéticamente. La virtualización de red puede ser una herramienta de gran ayuda para proveer este tipo de redes gracias a su habilidad de compartir el hardware existente en lugar de requerir hardware dedicado para cada instancia virtual. Hasta ahora, los algoritmos para resolver el vne no consideraban la energía como un parámetro de importancia en el proceso de asignación. Esta tesis introduce el vne eficiente energéticamente, dónde el objetivo principal es apagar el máximo número posible de nodos e interfaces de red mediante la asignación de las demandas virtuales a un sub-grupo consolidado de recursos de la red física. para evaluar y validar todas las propuestas mencionadas anteriormente, esta tesis ha colaborado al desarrollo de una herramienta de software denominada «algoritmos para asignar redes virtuales». Esta herramienta permite implementar, evaluar y comparar los algoritmos para resolver el vne, de manera sencilla.
Datos académicos de la tesis doctoral «Study, evaluation and contributions to new algorithms for the embedding problem in a network virtualization enviroment«
- Título de la tesis: Study, evaluation and contributions to new algorithms for the embedding problem in a network virtualization enviroment
- Autor: Juan Felipe Botero Vega
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 21/06/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Xavier Hesselbach Serra
- Tribunal
- Presidente del tribunal: vicente Casares giner
- José roberto De almeida amazonas (vocal)
- (vocal)
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