controle congestionamento

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Redes de Computadores II
Controle de Congestionamento
Prof. Rodrigo Campiolo
25/04/18
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Computação
Bacharelado em Ciência da Computação
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Introdução
 O que é um congestionamento na sub-rede?
 Quando ocorre um congestionamento na sub-rede?
 Quais as causas de congestionamento na sub-rede?
 O que é Controle de Congestionamento?
 Quais as técnicas/mecanismos para evitar ou tratar 
congestionamento na sub-rede?
Fonte: 
https://www.noction.com/blog/five_tips_for_
reducing_congestion_in_enterprise_networks
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Introdução
 O que é um congestionamento?
 Um congestionamento é uma sobrecarga de pacotes 
concentrados em uma parte da sub-rede, de modo 
que a sub-rede não consegue tratar normalmente do 
processamento desses pacotes temporariamente. 
Como consequência, os pacotes são atrasados ou 
perdidos.
Fonte: https://www.123rf.com/
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Introdução
 Quando ocorre um congestionamento na sub-rede?
 Quando o tráfego aumenta, os roteadores não 
conseguem entregar em tempo hábil e há perda de 
muitos pacotes. Em situações de tráfego excessivo, 
quase nenhum pacote é entregue.
Fonte: Tanenbaum
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Introdução
 Quais as causas de congestionamento na sub-rede?
 Chegada repentina de pacotes por diversas entradas 
simultaneamente.
 Pacotes roteados sempre para a mesma saída.
 Memória insuficiente para conter os pacotes (mais 
memória é problema => timed out).
 Processadores lentos.
 Linhas com largura de banda pequena.
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Introdução
 O que é Controle de Congestionamento?
 Consiste em garantir que a sub-rede suporte o 
tráfego oferecido.
 Para isso, são usadas abordagens em diferentes níveis 
das Camadas de Redes.
 Discutiremos apenas abordagens que envolvem 
diretamente a sub-rede.
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Introdução
 Quais as técnicas/mecanismos para evitar ou tratar 
congestionamento na sub-rede?
 Basicamente temos duas opções: 
 Aumentar os recursos.
 Diminuir a carga.
 Abordagens:
Fonte: Tanenbaum
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Controle de Congestionamento
 Princípios Gerais
 Laços abertos: decidir quando aceitar mais tráfego, 
quando descartar pacotes, programar decisões em 
pontos da rede.
 Laços fechados: com retroalimentação (feedback)
 monitorar o sistema: detectar quando e onde ocorre 
congestionamento.
 enviar as informações para os responsáveis para 
tomada de providências.
 ajustar a operação do sistema para corrigir o problema.
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Controle de Congestionamento
 Aprovisionamento de Recursos
 Adicionar recursos físicos dinamicamente.
 Exemplos:
 Ativar roteadores e linhas reservas.
 Realizar atualização de roteadores, switches e linhas 
que estão ficando sobrecarregadas.
 Comprar mais largura de banda.
 Investir na ampliação da infraestrutura física.
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Controle de Congestionamento
 Engenharia de Tráfego
 Configurar roteadores para balanceamento de carga.
 Ajustar parâmetros nos algoritmos de roteamento.
Problema do uso somente de carga para o balanceamento.
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Controle de Congestionamento
 Controle de Admissão
 Aplicado em sub-redes de Circuito Virtual (CV).
 Detectado o congestionamento nenhum circuito 
virtual é estabelecido até o estabelecimento da 
normalidade.
 Outras abordagens:
 restringir a criação dos CV: criar circuitos virtuais 
cuidadosamente, evitando enviar tráfego para as áreas 
congestionadas.
 negociar acordo com a sub-rede: especificar no acordo 
o volume, formatação e qualidade do tráfego.
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Controle de Congestionamento
 Limitação de Tráfego
 Está relacionado a evitar o congestionamento.
 Os roteadores precisam identificar quando o 
congestionamento está se aproximando:
 monitorando os links de saída;
 monitorando a fila interna de pacotes;
 monitorando o número de pacotes perdidos 
(descartados).
 Os roteadores precisam notificar as origens que estão 
causando congestionamento.
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Controle de Congestionamento
 Limitação de Tráfego
 Pacotes reguladores 
(choke packets).
 Pacotes reguladores 
hop a hop.
(hop-by-hop backpressure).
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Controle de Congestionamento
 Limitação de Tráfego
 Explicit Congestion Notification (ECN).
 Usado na Internet e especificado no RFC 3168.
 Implementado por dois bits no cabeçalho IP (14 e 15).
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Controle de Congestionamento
 Escoamento de Carga
 Quando os roteadores estão sendo inundados por 
pacotes que não podem manipular, eles simplesmente 
os jogam fora.
 Quem descartar?
 Escolha aleatória, por aplicação, por prioridade, …
 A ideia é fazer um descarte inteligente.
 Random Early Detection (RED)
 Descarta pacotes aleatoriamente baseado no 
monitoramento da fila.
 Usado quando hosts não recebem sinais explícitos.
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Referências
TANENBAUM, Andrew S.; WETHERALL, David. Redes de computadores. 5. ed. São Paulo, 
SP: Pearson, 2011. xvi, 582 p. ISBN 9788576059240.