Orientador: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: Mecanismos Fast-Reroute (FRR) desempenham um papel fundamental na recuperação de falhas em diversas arquiteturas de redes, evitando a degradação dos fluxos de pacotes das aplicações. No entanto, os trabalhos que suportam mecanismos de FRR na arquitetura de switches programáveis na linguagem...

Resumo: Mecanismos Fast-Reroute (FRR) desempenham um papel fundamental na recuperação de falhas em diversas arquiteturas de redes, evitando a degradação dos fluxos de pacotes das aplicações. No entanto, os trabalhos que suportam mecanismos de FRR na arquitetura de switches programáveis na linguagem Programming Protocol-independent Packet Processor (P4) aplicam uma abordagem de recuperação de falhas sem considerar um método de distribuição de fluxos de pacotes. Como resultado, em cenários que envolvem o balanceamento de tráfego, essas soluções não contribuem para a utilização eficiente dos recursos de banda, podendo causar desequilíbrio na distribuição dos fluxos de pacotes e aumentar o risco de sobrecarga nos links durante eventos de falha. O presente trabalho propõe RESISTING como um novo mecanismo de FRR Equal-Cost Multi-Path (ECMP) para switches programáveis em P4, oferecendo uma distribuição equilibrada dos fluxos de pacotes entre os links operacionais utilizados no balanceamento de tráfego após a recuperação de falhas. O mecanismo de recuperação proposto é comparado ao Primitive for Reconfigurable Fast Reroute (PURR) -- mecanismo considerado o estado da arte -- durante os eventos de uma, duas e três falhas. Os resultados mostram que o método proposto não apresenta perda de fluxos de pacotes durante a avaliação experimental, ao passo que o PURR apresenta perdas a partir de duas falhas simultâneas

Abstract: Fast-Reroute (FRR) mechanisms play a critical role in failure recovery in different types of network architectures, avoiding application flow performance degradation. However, Current FRR mechanisms for P4 programmable switches provide fast reroute approaches without considering flow load...

Abstract: Fast-Reroute (FRR) mechanisms play a critical role in failure recovery in different types of network architectures, avoiding application flow performance degradation. However, Current FRR mechanisms for P4 programmable switches provide fast reroute approaches without considering flow load balancing support. Consequently, in scenarios involving traffic balancing, these solutions do not deliver efficient use of bandwidth resources, resulting in packet flow imbalance and overloaded network links during failure events. This work proposes RESISTING as a new FRR Equal-Cost Multi-Path (ECMP) mechanism for Programming Protocol-independent Packet Processor (P4) programmable switches, delivering a packet flow load balancing after failure recovery. The proposed method is compared against Primitive for Reconfigurable Fast Reroute (PURR) -- the state-of-the-art FRR mechanism in P4 -- under one, two, and three links failure experiments. The results show that the proposed prototype does not incur packet losses during the experimental evaluation, while PURR presents losses under two or more simultaneous failures

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