Controle de mobilidade infraestruturado e orientado à qualidade para maximização de admissões em sistemas WiNeMO: uma abordagem definida por software

The spread of wireless networks and growing proliferation of mobile devices require the development of mobility control mechanisms to support the different demands of traffic in different network conditions. A major obstacle to developing this kind of technology is the complexity involved in handling all the information about the large number of Moving Objects (MO), as well as the entire signaling overhead required to manage these procedures in the network. Despite several initiatives have been proposed by the scientific community to address this issue they have not proved to be effective since they depend on the particular request of the MO that is responsible for triggering the mobility process. Moreover, they are often only guided by wireless medium statistics, such as Received Signal Strength Indicator (RSSI) of the candidate Point of Attachment (PoA). Thus, this work seeks to develop, evaluate and validate a sophisticated communication infrastructure for Wireless Networking for Moving Objects (WiNeMO) systems by making use of the flexibility provided by the Software-Defined Networking (SDN) paradigm, where network functions are easily and efficiently deployed by integrating OpenFlow and IEEE 802.21 standards. For purposes of benchmarking, the analysis was conducted in the control and data planes aspects, which demonstrate that the proposal significantly outperforms typical IPbased SDN and QoS-enabled capabilities, by allowing the network to handle the multimedia traffic with optimal Quality of Service (QoS) transport and acceptable Quality of Experience (QoE) over time.

A popularização das redes sem fio e a crescente proliferação de dispositivos móveis requerem o desenvolvimento de mecanismos de controle de mobilidade que suportem as diferentes demandas de tráfego sob características de rede diversas. Um grande obstáculo no desenvolvimento deste tipo de tecnologia é a complexidade envolvida no gerenciamento de todas as informações de mobilidade, principalmente quando se considera um grande número de dispositivos. Além disso é preciso lidar com toda a sobrecarga de sinalização necessária para controlar estes procedimentos na rede de maneira eficiente. Várias iniciativas propostas pela comunidade científica tratam deste assunto de maneira ineficiente, apresentando soluções que dependam da atuação explícita do objeto móvel (Moving Object - MO), responsável por acionar o processo de mobilidade, geralmente guiada exclusivamente por aspectos físicos, tais como RSS (Received Signal Strength) dos pontos de acesso (Point of Attachment - PoA) candidatos. Diante disso, este trabalho tem como objetivo conceber, avaliar e validar uma infraestrutura de comunicação para o gerenciamento de mobilidade em sistemas WiNeMo (Wireless Networking for Moving Objects), fazendo uso da flexibilidade provida pelo paradigma das Redes Definidas por Software (Software Defined Networking - SDN), onde as funções de rede, incluindo o gerenciamento de mobilidade e qualidade de serviço (Quality of Service - QoS), podem ser facilmente estendidas, tais como o software no plano de controle, sem sobrecarga computacional, e atualizações nos dispositivos de rede. Como principais contribuições, destacam-se: (i) predição e controle de mobilidade infraestruturado; (ii) seleção de melhor ponto de acesso e aprovisionamento de recursos com base nos requisitos de QoS das aplicações dos objetos móveis; (iii) balanceamento de carga por mobilidade, em casos de exaustão de recursos no ponto de acesso pretendido; e (iv) setup de handover com base no IEEE 802.21.