Metodologie di ottimizzazione orientate alla QoS e applicate alle reti NGN, Multiservizio e multidominio

La presente tesi tratta lo studio di tecniche di ottimizzazione della rete con un approccio orientato sia al traffico che alle risorse di rete. Un’attenta analisi dello scenario e delle tipologie di traffico, ha consentito la definizione e la scelta dei parametri di qualità, i quali permettono di agire attivamente sull'efficienza della rete e sulla possibilità di implementare una politica di gestione della QoS. Inoltre, sono stati analizzati vari approcci architetturali relativi alla rete di trasporto che hanno condotto alla definizione di alcune linee guida utili, sin nella fase di progettazione, per predisporre al meglio la fruibilità di servizi diversificati e di alta qualità. La soluzione architetturale che meglio sposa gli obiettivi di performance è data dall’integrazione di MPLS e Diffserv con applicazione del Traffic Engineering (DS-TE), in cui, all’approccio di differenziazione del trattamento del traffico sulla base dell’appartenenza a classi di servizio (CoS), si affianca il meccanismo dell’MPLS, che offre garanzie di qualità end-to-end, per la costruzione dei percorsi, Label Switch Path (LSP), su cui inoltrare gli aggregati di traffico; infine, il TE permette una gestione efficiente delle risorse. Relativamente alla rete di backbone DS-TE, il focus è andato principalmente sulle problematiche di ottimizzazione del routing degli LSP. In particolare, si definiscono delle metodologie che consentono un miglior bilanciamento del carico sulla rete, ma soprattutto, che permettono agli aggregati classificati con una maggiore priorità di essere sempre serviti. Oltre all’approccio di riottimizzazione globale degli LSP sulla rete, è stata proposta una procedura che, ad ogni richiesta di un nuovo LSP, individua un percorso ottimo di instradamento,ricorrendo, ove necessario, ad una tecnica di preemption ottimizzata per rimuove LSP a priorità inferiore, e nel contempo, cerca per questi un percorso alternativo, riducendo il service disruption. Per quanto riguarda l’ottimizzazione della rete a garanzia della qualità per alcune tipologie di servizio specifiche, è stato preso in esame il caso delle applicazioni video-streaming che riscuotono, oggigiorno, grande interesse. In particolare, lo scenario considerato è quello di una rete di tipo wireless che, per la sua natura, produce un throughput di tipo bursty e, quindi, rende molto difficile l’alta qualità dello streaming video. L’algoritmo proposto è di tipo window-based e prevede un Source Rate Control che modifica il rate di sorgente compensando i periodi altalenanti tra basso ed alto throughput in modo tale da evitare il tipico “saw” effect. Il rate viene modificato periodicamente all’inizio di ogni finestra temporale, il suo valore si ottiene imponendo che il valore della probabilità di starvation, del buffer nell’end-system sia inferiore ad una certa soglia per tutta la durata della finestra. Tale scopo è perseguito facendo una previsione a breve-termine del ritardo che il traffico subirà nella rete per la durata della finestra, a partire dalle informazioni raccolte nelle finestre precedenti.