CROSS-LAYER NETWORK PROGRAMMABILITY FOR EXPRESSIVE AND AGILE ORCHESTRATION ACROSS
HETEROGENEOUS RESOURCES

Nome: Rafael Silva Guimarães
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 28/05/2021
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Magnos Martinello Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Charalampos Rotsos Examinador Externo
Daniel Kilper Examinador Externo
Leobino Nascimento Sampaio Examinador Externo
Magnos Martinello Orientador
Vinicius Fernandes Soares Mota Examinador Interno

Resumo: A orquestração pode ser vista como uma cola de interoperabilidade agnóstica detecnologia que desacopla, entende, oferece suporte e fornece comunicação ponta aponta com base em uma visão unificada de nuvem de pacotes ópticos sem fio. Rededefinida por software (SDN) e virtualização de função de rede (NFV) trazem, comohabilitadores, novos paradigmas de rede nos quais prometem melhorar a flexibili-dade e a programabilidade por controle centralizado. No entanto, a arquitetura dasredes de próxima geração precisa lidar com recursos heterogêneos que geralmentese situam em domínios separados: tempo, frequência e espaço em tecnologias semfio; fibras ópticas, comprimentos de onda ópticos e portas em ambientes com fio;colocação e recursos de computação nas infraestruturas de nuvem. Esta reengen-haria disruptiva das arquiteturas de rede já trouxe recursos-chave como divisãode rede (ou seja, compartilhamento da mesma infraestrutura por meio de difer-entes requisitos de serviço), permitindo que as operadoras forneçam conectividadee serviços personalizados e sob medida para cada fatia. Portanto, este trabalhocontribui estendendo os paradigmas SDN e NFV, introduzindo a programabilidadede rede de camada cruzada que permite um controle e gerenciamento refinadospara suportar uma orquestração expressiva em recursos heterogêneos.Além das extensões funcionais nos paradigmas SDN e NFV, o processo de orques-tração precisa funcionar de acordo para atender às novas dinâmicas de reconfigu-ração de aplicativos críticos, com demandas de comunicações ultraconfiáveis e debaixa latência. Por exemplo, para garantir a transferência, um modelo de progra-mação é necessário para permitir o controle conjunto de redes sem fio, com fio e nanuvem, acompanhando a mobilidade do usuário, degradação do canal de comuni-cação e interrupções. Como resultado, a orquestração deve selecionar rapidamenteentre os caminhos possíveis na rede subjacente. Isso nos levou a afirmar que oprocesso de orquestração deve ser sustentado em uma nova proposta de roteamentopara atender a recursos rápidos e expressivos na configuração de conectividadeponta a ponta.A tese apresenta uma nova proposta de roteamento explorando as propriedadesdo Residue Number System (RNS) que reduzem a carga de gerenciamento daconstrução de tabelas de roteamento distribuídas, em contraste com as abordagenstradicionalmente baseadas em tabelas que precisam manter e depender de operaçõesde consulta de tabela. Uma abordagem multicast de roteamento de origem baseadaem polinômios (M-PolKA) é criada, desenvolvida, implantada e avaliada para permitira reconfiguração ágil do caminho. A expressividade do M-PolKA é demonstrada aopermitir novas funcionalidades, como duplicação de dados, transmissão / recepçãoredundante de várias células para oferecer diversidade que aumenta a confiabilidadeda comunicação.Palavras-chave:Next-Generation Networks, Network Functions Virtualization,Software-Defined Networking, Service Function Chaining, Edge computing, 5Gparadigm, Source Routing, WiFi, Residue Number System.

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