VoIPath: uma solução para seleção de caminhos com base em atributos de rede para o tráfego VoIP através de SDN

Com o crescimento da adoção de comunicação de voz em redes de dados, tecnologia conhecida como Voice Over Internet Protocol (VoIP) , tornaram-se evidentes, tanto vantagens obtidas, quanto problemáticas decorrentes do contraste entre a natureza das redes de dados e as necessidades do tráfego VoIP. A internet não possui, por padrão, formas inteligentes de proteção e priorização do tráfego, levando à utilização de tecnologias externas para suprir estas necessidades. Todavia, a utilização destas tecnologias tem tornado-se cada vez mais complexa em virtude de um fenômeno conhecido como ossificação das redes IP, conforme Mckeown et al. (2008). Em busca de solucionar os problemas enfrentados pelas redes atuais e prover maior flexibilidade e capacidades inovadores, surge a Software Defined Network (SDN), tecnologia que visa trazer uma série de vantagens para as redes de dados atuais através de sua arquitetura. Neste trabalho é proposta a VoIPath, uma solução baseada em SDN que implementa uma técnica de seleção de caminhos com base em atributos específicos, relevantes para o tráfego VoIP. Para processar estes atributos e identificar os melhores caminhos para o tráfego VoIP é empregado um algoritmo criado com programação linear, onde um volume de tráfego VoIP é dividido entre diferentes caminhos, com base em opções de execução da solução. Para controlar a propagação do tráfego é empregada uma tecnologia baseada em SDN a Virtual Tenant Networks (VTN), através desta o tráfego é conduzido por uma rede lógica, chamada de tenant. O mapeamento destas redes lógicas na rede SDN física garante a passagem do tráfego pelos caminhos selecionados. Por fim é realizada uma série de experimentos para demonstrar a efetividade da solução, bem como melhorias na qualidade do áudio, calculadas com base em um modelo de avaliação de qualidade de tráfego VoIP.With increasing adoption of voice communications through data networks, technology known as VoIP, both advantages and issues have become apparent. The second group caused by the contrast between the nature of data networks and the needs of VoIP traffic. By default, data networks do not have smart structures to protect and prioritize traffic. In order to achieve these characteristics external technologies are deployed, but the utilization of such strategy has become complex due to a phenomenon described as network ossification (MCKEOWN et al., 2008). In order to provide solutions to the problems of the actual data networks architecture and provide greater flexibility, comes in scene the SDN technology. The SDN architecture unleashes a new horizon of possibilities to the networks. This work proposes the VoIPath solution, which consists of a implementation of a SDN based path selection technique, oriented by specific relevant attributes to the VoIP traffic. A algorithm created with linear programming is employed to compute these attributes and identify the best paths to the VoIP traffic, which is divided through the network, in according to execution parameters. In order to control the traffic propagation is employed the VTN technology, which consists on an SDN based solution. Through VTN technology the VoIP traffic is forwarded through an logical network called tenant. The mapping of the tenant over the physical network ensures that the selected paths are employed. To ensure the solution’s effectiveness a series of experiments are performed and the impact of its’s execution on the audio is calculated with the usage of an VoIP quality measurement evaluation model