Pop-Routing: Centrality-based Tuning of Control Messages for Faster Route Convergence

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1 Pop-Routing: Centrality-based Tuning of Control Messages for Faster Route Convergence Leonardo Maccari, Renato Lo Cigno DISI University of Trento, Italy INFOCOM 2016 Aluna: Mariana de Souza Maciel Barbosa Professor: Pedro Braconnot Velloso Programa de Engenharia Elétrica - PEE/COPPE/UFRJ Universidade Federal 1 do Rio de Janeiro

2 Motivação Recuperação rápida em caso de falha na rede o Rede altamente críticas utilizam mecanismos físicos para detectar falha o Redes sem fio, como WMN (Wireless Mesh Network), não tem esta possibilidade Protocolos de estado do enlace o Rápido e eficiente na convergência das rotas o Possui limitações Descoberta de falha Propagação da nova topologia da rede 2

3 Introdução Protocolos de estados do enlace o Enviam mensagens periódicas Hello (H) Enviadas em tempos periódicos t H Anuncio do estado do enlace aos vizinhos Link-State Advertisement (LSA) Enviadas em tempos periódicos t A Anúncio da atualização da topologia por inundação Tempos t H e t A muito pequenos aumentam o overhead e aumenta o risco de oscilações na rede 3

4 Introdução Pop-Routing (PopR) o Encontrar valores t H e t A para aumentar a velocidade de convergência da rede o Baseado na centralidade dos nós na topologia o O nome tem como inspiração a equalização das músicas pops Centralidade o Mede a importância de um nó na rede o Centralidade por Intermediação (betweenness Centrality) A importância do nó em relação a quantidade de caminhos mais curtos 4

5 Modelo Rede baseada em Grafo G(N, E) o N quantidade de nós e E quantidade de arestas Falha de um nó na rede o A falha do nó n 0 impacta somente no seu tráfego o A falha do nó n 3 implica em uma reconfiguração na rede o A necessidade de tempos diferenciados, t H (i) e t A (i), para cada nó na rede 5

6 Modelo Protocolo do estado de enlace o Mensagens H t H (i) tempo de intervalo de H do nó n i É enviada para toda a d i vizinha de n i Cada mensagem H possui uma validade V H t H (i) Cada vizinho n j de n i utiliza este tempo para considerar a falha 6

7 Modelo Protocolo do estado de enlace o Mensagens LSA t A (i) tempo de intervalo de mensagens LSA do nó n i Mensagens LSA possui todos links válidos entre n i e n j LSA são enviadas por inundação para todos os nós através de um número mínimo de links, R Cada mensagem LSA possui uma validade V A t A (i) 7

8 Detecção de falha Considerando a falha de n 3 em T 0 o A falha logo após o envio de H T d = T 0 + V H t H (i) b k é a centralidade de intermediação do menor caminho de n k Número Total de Caminhos 8

9 Detecção de falha Perda durante uma falha de n k A média de perda na rede devido a uma falha o A média da perda de pacotes cresce com os valores de t H (K) o A falha de nós mais centrais gera maior perda de pacotes 9

10 Detecção de falha Total de overhead gerados por segundo A otimização da detecção de falha o Minimizar a perda, com a influência do overhead 10

11 Propagação da Informação Total de overhead gerados por segundo A média de perda devido ao LSA o Minimizar a perda, com a influência do overhead 11

12 Solução de otimização Multiplicadores de Lagrange o Ideal para funções que possuem restrição 12

13 Solução de otimização Multiplicadores de Lagrange o Ideal para funções que possuem restrição 13

14 Avaliação Grafos sintéticos com topologia controlada o G(N, E), com R = E, t H = 2s, t A = 5s o Duas topologias Barabási-Albert (BA) Comum em redes reais Modelo de Milic and Malek (MM) Modelo existente em redes mesh na Alemanha 14

15 Resultados Redução de Perda o MM possui nós folhas, o que representa melhor uma rede real 15

16 Avaliação Redes reais com o uso do Mininet network o Três topologias FunkFeuer Wien (FFWien) Rede sem fio de Wien com 227 nós Graz (FFGraz) Rede sem fio de Graz com 143 nós Nixus network Rede sem fio de Roma com 126 nós 16

17 Avaliação Redes reais com o uso do Mininet network o Utiliza o PopR no OLSRd daemon o O uso de uma métrica para avaliar o desempenho Cada nó conhece o próximo salto n j (vizinho) para o destino n k A tabela de roteamento é armazenada em 300 ms Em T 0 o nó ni é forçado a falhar o processamento da tabela de roteamento produz a estimativa devido a falha Número de falhas Variação de tempo 17

18 Resultados Redução de perda o Confirma os resultados na avaliação anterior 18

19 Resultados Resultados das topologias reais 19

20 Resultados Resultados das topologias reais o A perda não aumenta uniformemente com a centralidade Nós centrais (articulação) do grafo particiona a rede Nós com muitos vizinhos são mais penalizados A técnica pode ser estendida para protocolos de vetores de distância 20

21 Conclusão Ajuste das mensagens de controle é importante para a recuperação da rede O ajuste automático dos tempos das mensagem não tinha sido encontrado na literatura O trabalho considera a sobrecarga na rede A técnica pode ser estendida para protocolos de vetores de distância 21

22 Conclusão Pontos Fortes o O artigo está bem detalhado e bem escrito o A proposta é diferente dos trabalhos já apresentados Pontos Fracos o Repete as fórmulas e mostra o seu desenvolvimento o Repete explicações inicialmente o Falta espaço para os resultados 22

23 Referências Maccari, L., Cigno, R. L., Pop-Routing: Centrality-based Tuning of Control Messages for Faster Route Convergence, in IEEE Int. Conf. on Computer Communications (INFOCOM), 2016 Costa, L. H. M. K., Roteamento em Redes de Computadores: Roteamento Unicast na Internet - Estado do Enlace, 2017 Wikipedia - Centralidade acesso em

24 Pop-Routing: Centrality-based Tuning of Control Messages for Faster Route Convergence Leonardo Maccari, Renato Lo Cigno DISI University of Trento, Italy INFOCOM 2016 Aluna: Mariana de Souza Maciel Barbosa Professor: Pedro Braconnot Velloso Programa de Engenharia Elétrica - PEE/COPPE/UFRJ Universidade Federal 24 do Rio de Janeiro