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http://hdl.handle.net/1843/34629| Type: | Dissertação |
| Title: | Classification of load balancing in the internet |
| Authors: | Rafael Luis Caldas Almeida |
| First Advisor: | Italo Fernando Scota Cunha |
| First Referee: | Renata Cruz Teixeira |
| Second Referee: | Luiz Felipe Menezes Vieira |
| Third Referee: | Ana Paula Couto da Silva |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Antonio Alfredo Ferreira Loureiro |
| Abstract: | A router may perform load balancing and distribute traffic across multiple routes that have the same cost. Load balancing improves available bandwidth, robustness to failures, and performance. Routers that perform load balancing (referred to as load balancers) compute the link a packet should be forwarded to as a function of the packet’s flow identifier, a subset of fields in the packet’s headers (e.g., IP addresses and port numbers). Network operators and researchers rely on measurement tools to identify and characterize load balancing. However, recent advances in programmable data planes, software defined networks, and even the adoption of IPv6, support novel, more complex load balancing strategies. These strategies allow the definition of flow identifiers that existing measurement tools are incompatible with. In this work, we introduce the Multipath Classification Algorithm (MCA). We generalize the network formalism used to describe load balancing and extend existing techniques to consider that load balancers may use arbitrary combinations of packet header fields for load balancing. MCA detects load balancers that existing tools cannot, regardless of the bits load balancers consider in flow identifiers. Furthermore, MCA classifies the behavior of load balancers and their impact on application traffic. We propose optimizations that reduce the classification cost by 11% and the overall cost by 6%, without loss of accuracy. Our evaluation shows that the process of classifying load balancers entails a cost similar to the cost of the detection process, demonstrating MCA is a practical tool. Finally, we use MCA to collect a representative dataset of route measurements to characterize load balancing in the Internet. Our results show that load balancing is more prevalent and load balancing strategies are more mature than previous characterizations have found. |
| Abstract: | Um roteador pode realizar balanceamento de carga e distribuir tráfego entre múltiplas rotas que têm o mesmo custo. Balanceamento de carga melhora a banda disponível, robustez a falhas e desempenho. Roteadores que fazem balanceamento de carga (chamados de balanceadores de carga) calculam qual enlace cada pacote deve ser encaminhado em função do identificador de fluxo, um subconjunto de campos nos cabeçalhos do pacote (e.g., endereços IP e números de porto). Operadores de rede e pesquisadores dependem de ferramentas de medição que identifiquem balanceamento de carga e caracterizem seu comportamento. No entanto, avanços recentes em planos de dados programáveis, redes definidas por software e até mesmo a adoção de IPv6 suportam novas e mais complexas estratégias de balanceamento de carga, permitindo a definição de identificadores de fluxo incompatíveis com ferramentas existentes. Neste trabalho, introduzimos o Multipath Classification Algorithm (MCA). Generalizamos o formalismo de rede utilizado para descrever balanceamento de carga e estendemos técnicas existentes para o cenário onde balanceadores de carga podem usar identificadores de fluxo compostos por combinações arbitrárias de bits nos cabeçalhos dos pacotes. O MCA detecta balanceadores de carga que técnicas existentes são incapazes de detectar, independente de quais bits compõem os identificadores de fluxo. Além disso, o MCA permite classificar o comportamento de cada balanceador de carga e seu impacto sobre o tráfego de aplicações. Para limitar o custo de medições usando MCA, propomos otimizações que reduzem o custo da classificação em 11% e o custo global em 6%, sem perda de acurácia. Nossa avaliação mostra que o processo de classificação acarreta um custo semelhante ao custo do processo de detecção, demonstrando a utilidade prática do MCA. Por fim, utilizamos o MCA para coletar um conjunto de dados representativo de rotas na Internet para caracterizar o balanceamento de carga na Internet. Nossos resultados mostram que o balanceamento de carga na Internet hoje é mais prevalente e mais moderno em relação a caracterizações anteriores. |
| Subject: | Computação – Teses. Redes de computadores - Teses. Internet – Protocolos – Teses. IPv6 – Teses |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ICX - DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/34630 |
| Issue Date: | 1-Jul-2019 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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