Engenharia de tráfego de redes ethernet baseadas em árvores de suporte

Abstract

Dado o seu custo, a tecnologia Ethernet tem vindo progressivamente a ser utilizada nas redes dos operadores públicos, nos seus segmentos de rede de acesso e rede metropolitana. Tradicionalmente, o encaminhamento em redes Ethernet é baseado numa única árvore de suporte. Esta forma de funcionamento, apropriada para redes de área local (LANs), não responde aos requisitos de uma rede de operador. Num passado recente, a Ethernet tornou-se mais atractiva como tecnologia para um operador com a introdução dos protocolos IEEE 802.1w Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), que permite tempos de reconfiguração da árvore de suporte de menos de um segundo quando há falhas de rede, e IEEE 802.1s Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP), que permite balancear o tráfego pelas diferentes ligações de rede com base em múltiplas árvores de suporte, conseguindo-se, assim, uma melhor utilização dos recursos da rede. Este trabalho aborda primeiro a evolução dos protocolos de encaminhamento para redes de camada 2 baseadas na Ethernet até à proposta do MSTP. Depois, faz um estudo da literatura científica do modo como o MSTP tem sido explorado para melhorar os diferentes aspectos do funcionamento de uma rede de telecomunicações tais como o balanceamento de carga, optimização da utilização da rede, qualidade de serviço, etc.

Due to its cost, Ethernet technology is being progressively used on the access and metropolitan segments of public operator networks. Traditionally, routing on Ethernet networks was based on a single spanning tree. This paradigm, which is appropriate for LAN environments, does not answer to the requirements of a public operator network. Recently, Ethernet became more attractive to operators with the introduction of two new protocols: IEEE 802.1w Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), enabling spanning tree reconfigurations below 1 second, and IEEE 802.1s Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP), enabling a better load balance among all network links based on multiple spanning trees and, thus, improving the network resource utilization. This work addresses, firstly, the evolution of layer 2 routing protocols up to MSTP used in Ethernet networks. Then, it makes a comprehensive scientific state-of-art on the different ways that MSTP has been proposed in order to improve different aspects of telecommunication networks like load balancing, optimization of network utilization, quality of service, etc.