Resumen de Técnicas de monitorización en transmisiones multimedia para redes definidas por software
Jesús Antonio Puente Fernández
El desarrollo de nuevos servicios y aplicaciones en línea, tanto en terminales fijos como en dispositivos móviles, ha dado lugar a un crecimiento exponencial del tráfico que circula por Internet. Mención especial merece el continuo crecimiento en la demanda de contenido multimedia (particularmente vídeo), que ocupa gran cantidad del total de la información que circula, lo que obliga a la infraestructura de red a brindar mayor velocidad, flexibilidad y calidad de servicio. Además, el nuevo concepto de Calidad de Experiencia (QoE) en comunicaciones multimedia ha tenido un importante desarrollo en los últimos años, ya que tiene en cuenta las expectativas del usuario para medir la calidad respecto a un determinado servicio o aplicación.
Por otro lado, los equipos de red y los protocolos tradicionales no fueron diseñados para soportar un alto nivel de escalabilidad y movilidad. La correcta operación de una red está ligada a la capacidad de monitorización y detección de eventos específicos como retardos, pérdidas de paquetes, etc.
Las Redes Definidas por Software, abreviadamente SDN (de sus siglas en inglés), es un nuevo paradigma que elimina la rigidez presente en las arquitecturas actuales y mejora la flexibilidad y administración de las redes. SDN propone el control centralizado de la red, desacoplando el plano de control y el plano de datos en los dispositivos de encaminamiento y estableciendo una interfaz abierta de comunicación entre ellos.
Si bien SDN y OpenFlow abren nuevas perspectivas en el campo de la monitorización, también introducen algunos desafíos. El principal está relacionado con la carga de trabajo tanto del plano de datos como del plano de control. Si el controlador solicita información de cada encaminador de forma continua, proporcionará datos más precisos y podrá gestionar de mejor manera la red. Sin embargo, este proceso puede generar una excesiva utilización de los recursos de procesamiento del controlador y, en consecuencia, afectar negativamente al rendimiento de tareas prioritarias en la red.
Por otro lado, no todos los servicios requieren las mismas métricas. Algunos servicios (como la transmisión de vídeo) se ven afectados por el retardo, mientras que para otros (como el correo electrónico) este factor es indiferente. Esta diversidad genera la necesidad de organizar las métricas en función de los requerimientos del usuario, proporcionando una estructura escalable.
Con este propósito la presente tesis analiza la relación existente entre conceptos tales como: Redes Definidas por Software, Virtualización de Funciones de Red, Calidad de Servicio y Gestión de Red, considerando a las Redes Definidas por Software y a las Funciones de Red Virtualizadas tecnologías claves para el desarrollo de una nueva generación de servicios y aplicaciones.
La presente Tesis propone en primer lugar un algoritmo de encaminamiento para transmisiones multimedia en redes SDN cuya finalidad es mejorar la QoE al usuario. Este algoritmo de encaminamiento utiliza Floodlight como controlador y OpenFlow como protocolo de comunicación en la red SDN. La experimentación realizada demuestra la bondad del algoritmo mejorando las transmisiones multimedia respecto a la literatura existente hasta el momento.
La presente Tesis propone asimismo, a partir de la contribución anterior, un conjunto de técnicas de monitorización utilizando diferentes arquitecturas que permiten reducir el número de consultas estadísticas y, por tanto, reducir la carga del controlador de la red relativa al proceso de monitorización. Estas técnicas de monitorización se basan en algoritmos de optimización que monitorizan tres parámetros: la tasa de transmisión de datos, la tasa de pérdidas y el retardo. Dichos algoritmos han sido implementados y simulados en el controlador Floodlight utilizando el software de simulación Mininet con transmisiones de vídeo desde un servidor a un ordenador cliente.
