ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
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CONTRIBUCIÓN AL DISEÑO Y EVALUACIÓN DE CONMUTADORES AVANZADOS BASADOS EN PROTOCOLOS DE EXPLORACIÓN DE CAMINOS
Autor/aAlvarez Horcajo, Joaquin
DepartamentoTeoría de la Señal y Comunicaciones
Director/aMartinez Yelmo, Isaias
Fecha de defensa26/10/2020
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaTecnologías de la Información y las Comunicaciones (RD 99/2011)
Mención internacionalSi
ResumenA lo largo de las últimas tres décadas las redes de datos han sufrido una gran evolución. Dicha evolución las ha dotado de un gran rendimiento, de una alta robustez ante posibles fallos y de nuevos servicios. La implantación de estas características ha sido posible gracias a, por un lado, crear y mejorar los mecanismos de reenvío de tramas, por otro lado, insertar mecanismos de recuperación y, finalmente, ampliar el catálogo de servicios ya existentes. Aunque esta evolución ha traído una serie de características muy interesantes para sus usuarios, también ha provocado que la complejidad en cuanto a su mantenimiento y su gestión haya aumentado, provocando que en muchos casos sea necesaria una mano de obra altamente cualificada para llevar acabo dichas labores. Las redes de datos más extendidas son las redes Ethernet, instaladas inicialmente en redes de área local (LAN), pero dado su rendimiento, su robustez y su bajo coste de instalación, se han utilizado para la implantación de redes de mucha más envergadura. Del mismo modo, se ha visto como el número de usuarios, sus necesidades y sus exigencias ha aumentado, lo que ha provocado la necesidad de incorporar nuevos mecanismos que permitan aumentar el rendimiento y robustez para soportar la nueva carga de usuarios, así como, nuevos servicios que satisfagan sus nuevas necesidades. Del mismo modo, todas estas mejoran han aumentado la complejidad introducida en las redes, lo que ha llevado a la comunidad científica a desarrollar otros nuevos paradigmas de red diferentes, tales como, el paradigma de las redes definidas por software (SDN), con el objetivo de reducir dicha complejidad. Esta nueva arquitectura de red separa el plano de control del plano de datos, quitando la inteligencia que las redes tradicionales habían introducido en los nodos de la red y dándosela al plano de control. Esta separación facilita el manejo y control de la red al centralizar toda su lógica en un único punto. En línea con las evoluciones mencionadas en el primer párrafo, esta tesis presenta tres nuevas contribuciones para mejorar los conmutadores avanzados de red, utilizando para ellos mecanismos de exploración. En primer lugar, se presentan dos nuevos protocolos, TCP-Path y TCP-Path for Elephants (TFE), capaces de encaminar el tráfico TCP de una manera eficiente y sencilla. Para ello, generan bajo demanda el camino de mínima latencia disponible entre dos equipos finales. Como han mostrado los resultados, estos dos nuevos protocolos aumentan el rendimiento de la red en términos de ancho de banda medio (BW) y Flow Complation Time (FCT). La segunda propuesta pretende seguir aumentando la robustez de las redes. Para ello, se presenta un mecanismo de recuperación capaz de trabajar en redes híbridas SDN/tradicionales. Este mecanismo hace uso del conocimiento que tiene la capa de control de la arquitectura SDN sobre la red y de la versatilidad que caracteriza a los mecanismos distribuidos. Por último, se presenta Tree Exploration Discovery Protocol (TEDP), un nuevo protocolo capaz de descubrir la topología de una red SDN, así como, de un árbol de expansión capaz de encaminar tráfico. Este protocolo se presenta como una alternativa mejorada del protocolo OpenFlow Discovery Protocol (OFDP). Este nuevo protocolo aumenta el catálogo de servicios disponibles en la red.