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Reconocimiento de patrones en métricas de tráfico para el cumplimiento de los SLA (Service Level Agreement) en entorno de redes B5G (Beyond 5G)
Recognition of patterns in traffic metrics for compliance with SLA (Service Level Agreement) in the B5G (Beyond 5G) network environment
Joan David González Franco
Jorge Enrique Preciado Velasco
JOSE ELENO LOZANO RIZK
Acceso Abierto
Atribución
API REST, clasificador de servicios, ML, Mininet, QoS, SDN, SLA
API REST, service classifier, ML, Mininet, QoS, SDN, SLA
Este trabajo de investigación tiene como objetivo principal desarrollar un sistema de gestión de calidad de servicio (QoS), para el cumplimiento de los Acuerdos al Nivel de Servicios (SLA), que se basa en la tecnología de redes definidas por software (SDN). Con esto en mente, se realizó un análisis exhaustivo de los requisitos y desafíos actuales en las redes de nueva generación, se consideró la creciente demanda de servicios y los estándares de calidad establecidos en el IMT-2020. En el marco de la investigación, y lograr el objetivo planteado, se propuso validar el sistema en dos fases, como son: implementar un clasificador de servicios que utiliza técnicas de aprendizaje de máquina (ML), el cual es capaz de identificar y seleccionar los parámetros de QoS adecuados para cada servicio demandado; crear una topología de red que cumple con la Arquitectura Basada en Servicios (SBA) de 5G en el entorno de simulación Mininet, donde se utiliza el controlador SDN OpenDayLight (ODL), para evaluar el rendimiento del sistema propuesto. Para cumplir con la primera fase, se implementó el clasificador en una API REST para la interacción con el sistema y se realizaron pruebas de funcionamiento. El clasificador de servicios logró una precisión del 97% en la identificación de los servicios demandados y se proporcionaron trayectorias que cumplen con los parámetros de QoS establecidos. Para la fase dos, mediante simulaciones, se encontraron múltiples trayectorias que cumplen con los requerimientos de QoS para cada solicitud de servicio, la cuales son posibles debido a la redundancia de la red. Además, se estableció un criterio de selección de trayectoria, que se basa en la ruta de menor latencia de extremo a extremo (E2E). Las simulaciones realizadas en Mininet evidenciaron el rendimiento del sistema en un entorno controlado y realista. Como principales conclusiones de esta investigación se destacan: la importancia de la gestión de QoS para el cumplimiento de los SLA en las redes de nueva generación, la efectividad del enfoque basado en SDN y ML para mejorar la experiencia del usuario, y la viabilidad de este estudio en entornos de simulación como Mininet.
The main objective of this research work is to develop a quality of service (QoS) management system for compliance with Service Level Agreements (SLA) based on software-defined network (SDN) technology. With this in mind, we comprehensively analyzed the current requirements and challenges in new-generation networks, considering the growing demand for services and the quality standards established in IMT-2020. Within the framework of the investigation, and to achieve the stated objective, we proposed to validate the system in two phases, such as: implement a service classifier that uses machine learning (ML) techniques, which is capable of identifying and selecting the parameters adequate QoS for each requested service; create a 5G Service Based Architecture (SBA) compliant network topology in the Mininet simulation environment, using the SDN OpenDayLight (ODL) controller to evaluate the performance of the proposed system. In the first phase, we implemented a REST API service classifier to test the performance using the interaction with the system. The service classifier achieved an accuracy of 97% in identifying the demanded services and paths that comply with the established QoS parameters provided. For phase two, through simulations, multiple paths that meet the QoS requirements were found for each service request, which is possible due to network redundancy. In addition, we established a path selection criterion based on the lowest latency end-to-end (E2E) path. We conducted simulations using Mininet to evidence the system's performance in a controlled and realistic environment. The main conclusions of this research stand out: the importance of QoS management for compliance with SLAs in new generation networks, the effectiveness of the approach based on SDN and ML to improve the user experience, and the feasibility of the study in simulation environments such as Mininet.
CICESE
2023
Tesis de maestría
Español
González Franco, J.D. 2023. Reconocimiento de patrones en métricas de tráfico para el cumplimiento de los SLA (Service Level Agreement) en entorno de redes B5G (Beyond 5G). Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 88 pp.
CONDUCTIVIDAD
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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