29 nov 2023
14:00 Defesa de Doutorado Integralmente a distância
Tema
Posicionamento de MECs em Redes Celulares 5G Protegidas
Aluno
Hernâni Delgado Chantre
Orientador / Docente
Nelson Luis Saldanha da Fonseca
Breve resumo
Prevê-se que a futura rede móvel 5ª geração (5G) suportará aplicações massivas com banda
larga móvel avançada; comunicação massiva de tipo de máquina e conectividade em larga
escala para dispositivos da Internet das Coisas (IoT). A virtualização de funções de rede
Network Function Virtualization (NFV) melhorará a flexibilidade do provisionamento de
serviços de rede.
Entretanto, o esperado crescimento do tráfego de dados móveis, juntamente com diversos
requisitos e a co-existência de múltiplas redes virtuais, exigirá mecanismos para
aumentar a resiliência e otimizar os recursos da rede 5G. Múltiplas redes virtuais serão
fornecidas empregando o conceito de funções de redes virtualizadas (VNFs), portanto,
atingir um alto nível de confiabilidade é extremamente desafiador. Assim sendo, o projeto
de uma rede confiável baseada em 5G NFV é de suma importância para mitigar ou
minimizar o mau funcionamento ou falhas dos nós de computação de borda de multi-acesso
(MECs) que possam comprometer acordos de nível de serviços.
O estudo realizado nesta tese difere dos trabalhos existentes na literatura, pelo fato de
que, a maioria dos trabalhos de projeto de redes 5G não consideram restrições de confiabilidade.
Diferentemente dos trabalhos existentes, que consideram restrições de confiabilidade,
esta tese avalia diferentes esquemas de proteção e diferentes níveis de confiabilidade
na formulação do problema. Além disso, a maioria dos trabalhos assumem que as VNFs
são distribuídas e os custos e os impactos da distribuição das VNF são negligenciados.
Esta tese estuda o impacto da distribuição VNF no custo para fornecer confiabilidade nas
redes 5G para garantir o provimento dos exigentes indicadores de performance (KPI) dos
serviços de 5G.
Esta tese analisa diferentes projetos para distribuição de Service Function Chain (SFC)
em uma rede 5G, e estuda o problema de localização de Multi-access Edge Computing
(MECs) e slices em uma infraestrutura 5G protegida por diferentes esquemas de proteção.
Os tradicionais esquemas de proteção: o dedicado 1 : 1, o partilhado 1 : N e o esquema
de proteção partilhado aprimorado 1 : N : K foram estudados.
Para o problema de localização do MEC foram feitas várias suposições, a saber: i) a
suposição de que a solicitação SFC é totalmente hospedada por um único MEC; ii) uma
distribuição parcial de solicitação SFC, onde o último VNF de uma solicitação SFC é hospedado
em um MEC separado das VNFs restantes formando esse SFC, iii) uma suposição
SFC totalmente distribuída onde todas as VNFs que formam um SFC são hospedados em
MECs separados.
O problema de localização é baseado no problema clássico de localização de instalação
Facility Location Problem (FLP) generalizado para o problema de localização de
instalação confiável com capacidade e com de probabilidade de falha Capacitated Reliable
Facility Location Problem With Failure Probability (CRFLP). As instalações são MECs
que hospedam fatias na forma de uma cadeia de serviços de VNFs. Uma formulação não
linear bi-objetiva é proposta, e a solução é derivada empregando o algoritmo genético de
classificação não dominada (NSGA)-II. A proposta é avaliada com base em vários níveis de
confiabilidade, requisitos de latência e probabilidade de falha. Os resultados apontam que
o esquema de proteção 1 : N : K apresenta um custo benifício, e avalie que a distribuição
de VNFs tem um impacto significativo nos custos de um projeto de redes protegidas 5G.
Banca examinadora
Titulares:
| Nelson Luis Saldanha da Fonseca | IC/UNICAMP |
| Luciano Paschoal Gaspary | INF/UFRGS |
| Augusto José Venâncio Neto | DIMAp/UFRN |
| Lehilton Lelis Chaves Pedrosa | IC/UNICAMP |
| Luiz Fernando Bittencourt | IC/UNICAMP |
Suplentes:
| Edmundo Roberto Mauro Madeira | IC/UNICAMP |
| Lisandro Zambenedetti Granville | INF/UFRGS |
| Luis Henrique Maciel Kosmalski Costa | COPPE/UFRJ |