Planificación de flujos con vencimiento en redes definidas por software

FRAGA, MARTIN; ANDRES LLINAS; MATIAS MICHELETTO; RODRIGO SANTOS; PAULA ZABALA

Buenos Aires

Jornada; SIIO/JAIIO 2021; 2021

SADIO

Las tendencias actuales en el desarrollo de aplicaciones informáticas están orientadas al uso de servidores, centros de datos y virtualización, para hacer frente a la enorme demanda de servicios digitales. En este contexto, las redes se vuelven cada vez más complejas y requieren una mejor calidadde servicio, surgiendo el concepto de redes definidas por software (SDN) para separar el plano de control del plano de datos. En este tipo de redes, el control de la red se ejecuta en un servidor centralizado y no en dispositivos de red individuales, como conmutadores o enrutadores. De este modo se simplifica la configuración para los administradores que además pueden modificarla dinámicamente en función de la demanda. Con este enfoque, los administradores de red son capaces de gestionar los flujos de tráfico implementando diferentes políticas orientadas a brindar balanceo de carga entre servidores, mecanismos de recuperación de fallas, minimizar el tiempo de respuesta a los usuarios y reducir la demanda de energía de los centros de datos entre otros criterios. La red está descripta por un conjunto de conmutadores S = {si}, un conjunto de servidores H = {hn} y un conjunto de enlaces, que pueden ser entre dos conmutadores o entre un conmutador y un servidor. En base a la descripción del problema dada en [1], Consideramos un conjunto de flujos de datos F = {f1, f2, . . . , fn} que deben transferirse entre servidores de la red. Cada flujo f está descripto por: (i)ofi servidor origen, (ii) dfi servidor destino, (iii) vfi es el vencimiento, es decir, el flujo fi debe ser totalmente enviado antes de ese instante y (iv) zfi el tamaño, medido en bytes, del flujo fi. El objetivo es decidir el camino de cada flujo en cada instante, respetando los vencimientos, de forma de minimizar el consumo de energía de la red. La resolución integral del problema es sumamente complicada, por lo que en este trabajo se realiza un abordaje heurístico en dos etapas. En la primera de ellas se realiza una planificación temporal de los flujos que serán enviados en cada instante de tiempo. Posteriormente, en la segunda etapa, se define la asignación espacial de los flujos, decidiendo qué camino se utilizará para enviar cada transmisión. Pesentaremos enfoques heurísticos para cada una de las etapas del proceso, buscando minimizar el consumo de energía de la red, y los resultados obtenidos en las simulaciones.