Implementação de um gestor de qualidade de serviço para redes heterogéneas IP

Abstract

O presente trabalho propõe um gestor de Qualidade de Serviço para redes heterogéneas IP. O documento é composto por uma descrição das principais arquitecturas e tecnologias utilizadas neste tipo de redes, um levantamento das soluções de Bandwidth Brokers existentes e uma descrição da solução desenvolvida. Começa-se por indicar as motivações gerais que levaram à execução deste trabalho e enumerar os seus objectivos. Sumariam-se os resultados do trabalho realizado e as publicações que dele resultaram. Em seguida é descrito o conceito de Qualidade de Serviço e a sua importância na gestão de redes IP. São apresentados alguns modelos de Qualidade de Serviço como as arquitecturas Integrated Services, Differentiated Services, e MultiProtocol Label Switching, no que diz respeito às suas principais características, bem como a integração entre esses diferentes modelos. Segue-se uma discussão dos mecanismos de controlo de Qualidade de Serviço, descrevem-se os mecanismos de controlo de acesso e de tráfego, os mecanismos de gestão de utilizadores (os protocolos RADIUS e DIAMETER) e de gestão de Qualidade de Serviço (protocolo COPS). São ainda analisadas as diferenças e as vantagens de uma política de uso de mecanismos de gestão distribuída vs. mecanismos de gestão centralizada. Em seguida são levantados os requisitos para o desenvolvimento e implementação do Bandwidth Broker e é feito o levantamento e a análise das implementações existentes. Faz-se ainda a avaliação e comparação das implementações do Bandwidth Broker à altura do domínio público. Depois faz-se a descrição da arquitectura do Bandwidth Broker implementado e dos interfaces dos elementos internos que o compõem. Faz-se ainda a descrição dos testes do sistema e análise dos resultados dos mesmos. De seguida apresentam-se as conclusões finais e as dificuldades encontradas na execução do trabalho, com a indicação de potencial trabalho futuro a desenvolver nesta linha de trabalho. Verificou-se que apesar da escalabilidade do software desenvolvido se torna impossível que uma só máquina faça a gestão de uma rede de um operador. É ainda apresentada no final uma lista de referências bibliográficas organizada por ordem da utilização no texto.

The present work suggests a Quality of Service Manager for heterogeneous IP networks. This document is consisted of a description of the main architectures and technologies used in this kind of networks, a list of the existing Bandwidth Broker solutions and a description of the developed solution. Firstly, there is a reference to the general motivations of this work, as well as a specification of its aims. The results and a list of publications that originated from it are then presented. Then, it is described the concept of Quality of Service and its relevance to IP network management. Some models of Quality of Service are presented, such as Integrated Services, Differentiated Services and Multiprotocol Label Switching, as far as its main characteristics are concerned, as well as the integration between those different QoS models. After that, there is a discussion of the QoS control mechanisms, access control and traffic control mechanisms. The user management (protocols RADIUS e DIAMETER) and QoS management mechanisms (protocol COPS) are also described. There is also an analysis of the differences and the advantages of distributed management versus centralized management broker use policies. Next, there is a list of the requirements for the development and implementation of the Bandwidth Broker and an analysis of the existing implementations. There is also an evaluation of the Bandwidth Broker required functionality, as well as a comparison of the current public domain implementations. After that there is a description of the implemented Bandwidth Broker architecture, its interfaces, and its internal components. There is still a description of the tests of the system and an analysis of the results. The final conclusions come next followed by an enumeration of the difficulties found in doing such work. It was verified that, despite the scalability of the developed software, it is impossible for just one machine to be able to manage an entire operator network. At the end, there is a bibliography organized by order of appearance in the text.