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Engenharia de Tráfego: normalização do processo detroca de tráfego com base em classificação baseadaem bonus de tráfego.
Grupo de Pesquisa em Tráfego IP - Brasilia
Dr. Marcio de Deus – IFBDr. Paulo H.P. Carvalho - UnB
Engenharia de Tráfego: normalização do processode troca de tráfego com base em classificaçãobaseada em bonus de tráfego.
Aspectos relacionados aNeutralidadeMarcoCivildaInternet
Lei nº 12.965/2014, t, traz em no inciso IV do Art. 3o umadireção para a preservação e garantia da neutralidade derede.
No Art. 9o a Neutralidade de Rede é definida no seucaput. Em acordo com a Lei, no Brasil, o responsável pelatransmissão, comutação ou roteamento tem o dever detratar de forma isonômica quaisquer pacotes de dados,sem distinção por conteúdo, origem e destino, serviço,terminal ou aplicação.
Os problemas• Definição• Interpretação dosignificado• Discussão bipolar:
– Operadoras deTelecomxConteúdo
• Legislação baseada na tecnologia enão na necessidade depreservaçãodasrelações sociais
Questionamentosrecorrentes
Sou um provedor de acesso, abrangêncianacional.
- Gostaria de fazer um acordo de peering(sem pagamento) com uma empresa quenão possui as mesmas características.- Quais são as consequências com base naregulação do setor?
Relacionamento entreredes naInternet
ASs1
ASp21 ASp22 ASp23
ASs2
ASp31 ASp32 ASp33 ASp34
Tier 1
Tier 2
Tier 2
Peering (Sem custo)
Trânsito (Com custo)
Relacionamento entre Sistemas Autônomos (ASes)
$
$
$
l =1
l =2
l =3
Tier n
!!!!!!
l =n
.#.!
.#.!
.#.!
.#.!
3∴
OBônus deTráfego
TrB
aplicacado ao Relacionamento
AS1st rule:noexternal control
“This is especially true for the inbound direction as the flow oftraffic depends on the forwarding decision made at other routersin other Autonomous Systems. In other words, in order to engineerthe way traffic enters a network, the route selection process atother routers has to be influenced remotely.”
ExplicitlyAccommodatingOriginPreferenceforInter-DomainTrafficEngineeringRolfWinter,ACMSymposiumonAppliedComputing,2012
Política deDecisão
Revisão daPolítica doBGP
•1- Next-HOPaccessível (válido)
•2- LocalPreference(MAIORLPvence)
•3- ASPath(MENORASPathvence)
•4- ORIGIN(MENORORIGIN(MENORvence)
•5- MED(MENORvence)
•6- eBGP xiBGP (prefere eBGP à iBGP)
•7- Métrica IGPaté opeerque anunciou oprefixo (MENORvence)
•8- Tamanho doClusterList(MENORvence)
•9- Router-ID(MENORvence)
•10- Peer-ID(MENORvence)
Caracterização:Prepend
Inicio doprocesso
Caracterização daRede RouteViews
Caracterização dePrepends RouteViews
Cálculo daprobabilidade deuso
doPrepend
>p%
Previsão dealocaçãoderecursos para uso
Negociaçãodireta entre
administradoresderede
Caracterização deTráfego
A
A
Previsão detráfego
(inferência)
Seleção demelhor caminho
Tentativa demodificação -Prepend
Monitoração dosresultados
Fim
N
S
Analise doPrepend
ASEmpresa
2
AS4AS4 AS4AS4
ASEmpresa
1Coleta 1
Coleta 2
Caracterização doPrepend
http://bgp.potaroo.net/as6447/bgptable.txt
AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 AS6 AS7 AS8Sem Prepend
AS1 AS2 AS3 AS22 AS23ComPrepend
0
500000000
1E+09
1,5E+09
2E+09 Distância0
Distância1
Distância2
Distância3
Distância4
Distância5
Distância6
Distância7Distância8Distância9
Distância10
Distância11
Distância12
Distância13
Distância14
Distância15
Distância16
DistânciasentreASes
DistânciaentreEndereçose…
BGP$Prepend$2+,$39,59%$
BGP$Prepend,$29,55%$
Communi6es,$10,48%$
Problema$de$roteamento$externo,$
10,92%$
Problemas$de$roteamento$
interno,$9,46%$
Chart&Title&(a)$ (b)$
Ano$
%$AS$Prep
end$$0$Tabe
la$Internet$Full$Rou
'ng$$
BGP$Prepend$2+,$39,59%$
Outros,$29,55%$
Communi9es,$10,48%$
Problema$de$roteamento$externo,$
10,92%$
Problemas$de$roteamento$
interno,$9,46%$
%"Problemas"resolvidos""
Prepend realeuso doAS-PATH
Caracterização doPrepend
http://bgp.potaroo.net/as6447/bgptable.txt
0
20
40
60
80
100
120
FunçãoCumulativa
Funçãocumulativa%pordistânciadeAS
Efetividadade nouso doPrepend‘Sem alteração’
0"
0,05"
0,1"
0,15"
0,2"
0,25"
0,3"
0,35"
0,4"
jan/11"
fev/11"
mar/11"
abr/11"
mai/11"
jun/11"
jul/11"
ago/11"
set/11"
out/11"
nov/11"
dez/11"
jan/12"
fev/12"
mar/12"
abr/12"
mai/12"
jun/12"
jul/12"
ago/12"
set/12"
out/12"
nov/12"
dez/12"
Empresa"1"
Empresa"2"
Tentativa dealteração doprocesso dedecisão desistema autônomo externo
Inicio
Definição doconjunto deenlacesaserbalanceado
Identificaçãodaorigem damaior parceladetráfego
Caracterizaçãodotráfego
Rankingdemelhoressoluções
!Tentativa de
modificação datomada dedecisão
Prepend
Proposta deEqualização
OBônus deTráfego
TrB
Tomada deDecisãoEngenharia deTráfego
BGP
SemalteraçãonoBGP
ComalteraçãonoBGP
1. Caracterização2. Predição3. Influência do processo de
decisão baseado nos diversosdados coletados - Prepend
1. Outbound2. OPA solution3. TrB
Modificação noBGP
Abordagem deminimamodificação noBGPcomouso deparâmetrosinseridos nocampoopcional
Modificação noPrepend
Arquitetura daalteração
AS1$ AS2$ ASn$
Clearinghouse$Bonus$Traf$Database$
V1=G(AS1, AS2) Vn=G(Asn-1,ASn)
Sessão eBGP Sessão eBGP
Transporte$usando$$o$campo$opcional$
Pacote$BGP$–$RFC$4271$
TrB$!$(ASN$+$TrB)$
Bônus deTráfego
Parâmetro)
Uso)em)Instituições)de)
Ensino)e)Pesquisa)
Demais)usos)
TrBtyp' 100# 1#
TrBipa'
5 para cada bloco /18 IPv4
10 para cada bloco /64 IPv6
(Efetivamente publicados na Internet)
TrBtrf' !"#!"# =!"#$%&'!"# + !"#$%&'!!"(!"#$)
10!"#$
TrBtot' TrBtot = TrBtyp + TrBipa + TrBtrf#
#
Parâmetros TrBtrf eTrBipa
0"
20"
40"
60"
80"
100"
120"
TrBipa''!
AS'Grande'(1Tbps>Tráfego>500Gbps)' AS'Medio'(50>Tráfego>500Gbps)' AS'Pequeno'(Tráfego<50Gbps)'Gbps%
0"
5"
10"
15"
20"
25"
AFRINIC" APNIC" ARIN" RIPE"NCC" LACNIC"
TrBipa'
TrBipa"
Balancear aimportância dogerador deconteúdo edoprovedor deserviços
Teste comoBGPeoTrB
Teste comoBGPeoTrB
Diferença detemposdeconvergênciaeGP=BGPeiGP=OSPF
0"
10"
20"
30"
40"
50"
60"
70"
80"
90"
1" 3" 5" 7" 9" 11" 13" 15" 17" 19" 21" 23" 25" 27" 29" 31" 33" 35" 37" 39" 41" 43" 45" 47" 49" 51" 53" 55" 57" 59" 61" 63" 65" 67" 69" 71" 73" 75" 77" 79" 81" 83"
Best"Path+SPF"(ms)"With" Best"Path+SPF"(ms)"Without"
Conclusão
O TrB é uma possível solução para equalização dadefinição de equivalência no marco civil
O TrB não acrescenta tempo de processamento nosroteadores
A solução é minimamente invasiva.
Anexos
Assimetria detráfego
Assimetria decaminhoASYPATH
S
I1
I2
D
RequestResponse
Assimetria decargaASYin-out
S
I1
I2
DRequest
Response
Estimativa deBandaEfetivaFator deEscala: Momento davariável aleatória:
Fator deMomento:
Tráfego Multifractal
Beta Media Var
Estimativa deBandaEfetivaSeja X(t)umprocesso autossimilar commédia zeroevariância
HEG é oparâmetro deescalonamento globalou Hölder:
Do fBm:
Função geradora de momentos X(t), onde θ é a taxa de decaimento exponencial assintótica dadisbtribuição do tamanho da fila e δ é a escala de tempo
BandaEfetiva
Estimativa deBandaEfetivaFunção geradora de momentos X(t), onde θ é a taxa de decaimento exponencial assintótica dadisbtribuição do tamanho da fila e δ é a escala de tempo
BandaEfetiva
Estimativa deBandaEfetivaX(t)é Multifractalsepossui incrementos estacionários esatisfaz asequinte equação:
é função escalaé fator demomento
Portanto afunção esclala pode ser definida como:
Arajada é independende dofluxo Y,então temos:
A função de escala pode ser modelada assumindo-se queR é uma variável aleatória [0;1] com disbribuição Beta(α;β)
Diferença entreabanda easestimativas Media,Max,Min
0%#
100%#
200%#
300%#
400%#
500%#
600%#
700%#
800%#
1# 33#
65#
97#
129#
161#
193#
225#
257#
289#
321#
353#
385#
417#
449#
481#
513#
545#
577#
609#
641#
673#
705#
737#
769#
801#
833#
865#
897#
929#
961#
993#
1025#
1057#
1089#
1121#
1153#
1185#
1217#
1249#
1281#
1313#
1345#
1377#
1409#
1441#
1473#
1505#
1537#
1569#
1601#
1633#
1665#
1697#
1729#
1761#
1793#
1825#
1857#
1889#
1921#
1953#
1985#
2017#
2049#
2081#
2113#
2145#
2177#
2209#
δMax#
δMin#
δMedia#
BandaEfetivaPointwise =100
Estimativa pela Média,Maximo eMinimo acada 100amostras
0"
500000000"
1E+09"
1,5E+09"
2E+09"
2,5E+09"
3E+09"
3,5E+09"
1" 48"
95"
142"
189"
236"
283"
330"
377"
424"
471"
518"
565"
612"
659"
706"
753"
800"
847"
894"
941"
988"
1035"
1082"
1129"
1176"
1223"
1270"
1317"
1364"
1411"
1458"
1505"
1552"
1599"
1646"
1693"
1740"
1787"
1834"
1881"
1928"
1975"
2022"
2069"
2116"
2163"
2210"
2257"
2304"
2351"
2398"
2445"
2492"
Banda"
BE"MAX"[100a]"
BE"Min"[100a]"
BE"Media"[100a]"
5min
ResumoTrata-se de proposta minimamente invasiva BGP. Atualmente, um dos conceitos correntes na Internet é que asredes que iniciaram a Internet e possuem abrangência geográfica são denominadas TIER-1. Por esse motivo,esses operadores normalmente não trocam tráfego por meio de peering – sem pagamento da interconexão –com outras redes que não possuam condições semelhantes. Pelo lado econômico, é importante entender queexiste a necessidade da proteção do investimento e que as redes não se constroem sem viabilidade e retornoprovável do investimento. Em alguns países, o interesse no conteúdo gerou condições de interconexão paraque provedores de conteúdo, que não possuem rede ou abrangência geográfica até o usuário final,conseguissem fechar acordos de peering com base no interesse mútuo. Porém existem problemas de ordemeconômica, regulatória e legal. O conceito de neutralidade e igualdade nos casos relacionados a interconexãolevam os Tier-1s a não quererem trocar tráfego em PTT (IXs). Mesmo quando isto também lhes interessaeconomicamente.
Uma possibilidade interessante poderia estar relacionada com um modelo de bônus de tráfego – TrB – ondecada AS, em função de suas características básicas de função ou quantidade de tráfego gerado ou consumido,poderia ter créditos a serem usados para a interferência inteligente nas tomadas de decisão relacionadas aoencaminhamento do tráfego. Os créditos de tráfego não têm a função de alteração na estratégia ou modeloeconômico-financeiro de cada AS. Ao contrário, serviriam apenas para facilitar ou aumentar a probabilidade deuso do prepend como uma forma de dar a um AS externo mais condições de alterar o perfil de tráfegorecebido.