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Title: Um arcabouço para compartilhamento eficiente de WLANs Wi-Fi por fatiamento de rede no contexto de redes ultra densas 5G
Other Titles: A framework for efficient WLAN Wi-Fi sharing via network slicing in the context of 5G ultra dense networks
Authors: Carmo, Maxweel Silva
Keywords: Redes definidas por software;UDNs 5G;Virtualização de funções de rede;Computação em névoa;Computação em nuvem;Fatiamento de rede;WLANs Wi-Fi de acesso compartilhado
Issue Date: 29-Jan-2019
Citation: CARMO, Maxweel Silva. Um arcabouço para compartilhamento eficiente de WLANs Wi-Fi por fatiamento de rede no contexto de redes ultra densas 5G. 2019. 105f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: O advento de casos de uso inovadores no contexto das redes de quinta geração (5G) tem desafiado as abordagens de redes de comunicação estabelecidas. As demandas por baixa latência, alta disponibilidade de largura de banda, escalabilidade, acesso ubíquo e suporte à conectividade para dispositivos IoT de capacidade limitada são algumas das questões que os provedores de redes precisam enfrentar atualmente. A tecnologia de WLANs WiFi, em decorrência de sua alta densidade nos centros urbanos e capacidade de prover acesso compartilhado via soluções como os hotspots, oferece enormes oportunidades de conectividade aos usuários e dispositivos. Somando-se às redes Wi-Fi os recursos computacionais abundantes da infraestrutura do ISP — próximos portanto dos dispositivos finais —, tem-se uma infraestrutura na borda da rede com grande potencial de suprir as demandas acima mencionadas. Apesar disso, um levantamento do estado da arte identificou que nenhum dos trabalhos relacionados é capaz de articular esta infraestrutura da borda da rede de forma satisfatória. Esta tese tem por objetivo geral propor uma solução capaz de fazer uso do substrato que abrange as redes Wi-Fi de acesso compartilhado, os recursos da infraestrutura do ISP e as redes de acesso que interconectam ambos para oferecer no espaço urbano serviços escaláveis, de atraso reduzido, localizados e pervasivos. A solução proposta, denominada WLAN slIcing SErvice (WISE), faz uso de tecnologias emergentes como as de virtualização de recursos computacionais e de virtualização de rede para fatiar a infraestrutura subjacente de forma a disponibilizá-la em partições capazes de oferecer serviços diferenciados, com isolamento e independência de operação. O WISE expande ainda as capacidades computacionais dos Customer Premise Equipments (CPEs) que compõem as redes Wi-Fi de acesso compartilhado, transformando-os em nós de uma névoa computacional aptos a abrigar parte de suas funcionalidades avançadas e a executar serviços locais virtualizados. O WISE foi avaliado por meio de uma bancada de testes real e demonstrou ser uma solução superior às soluções tradicionais de compartilhamento de redes Wi-Fi.
Abstract: The advent of future 5th Generation (5G) use cases has challenged the traditional network infrastructures. The need for low latency, high bandwidth, scalability, ubiquitous access and support for IoT resource-constrained devices are some of the issues that network operators have to face to support future 5G use cases. The Wi-Fi WLAN technology, due to its high density on the urban centers and its capacity to provide shared connectivity through solutions such as hotspots, offers enormous connectivity opportunities to users and devices. By taking into account the ISP infrastructure resources (which are close to end-users) in addition to the Wi-Fi networks, it is possible to have a network edge infrastructure with a huge potential to meet the beforementioned needs. In spite of that, our state of the art study suggested that none of the mentioned works are able to articulate such an edge infrastructure satisfactorily. This thesis proposes a solution able to employ the substrate composed by the Wi-Fi shared networks and the ISP infrastructure resources (including access network resources) to offer at the urban space scalable, pervasive, low latency, and localized services. The proposed solution, named WLAN SlIcing SErvice (WISE), employs emerging technologies, such as the ones for computing and network virtualization, to slice the underlying infrastructure in partitions able to offer differentiated, isolated, and independently managed services. The WISE framework also expands the computing capabilities of the Wi-Fi-shared Customer Premise Equipment (CPE) by transforming such devices into fog nodes able to host part of the WISE functionalities and to run virtualized local services. The WISE framework was evaluated through a real testbed and the results had shown its superiority in comparison to traditional Wi-Fi-sharing solutions.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27064
Appears in Collections:PPGSC - Doutorado em Sistemas e Computação

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