Tesis "Un Nuevo Enfoque de Embebido de Redes Virtuales en Línea para Mejorar la Tasa de Aceptación y Realizar Asignaciones más Eficientes"
Sustentante: Christian Aguilar Fuster
Director: Dr. Javier Rubio Loyola, investigador Cinvestav Unidad Tamaulipas.
Sinodales: Dr. Hiram Galeana Zapién, Cinvestav Unidad Tamaulipas; Dr. Javier Rubio Loyola, Cinvestav Unidad Tamaulipas; Dr. Edwin Javier Aldaba Bobadilla, Conacyt - Cinvestav Unidad Tamaulipas; Dr. Juan Felipe Botero Vega, Universidad de Antioquia, Colombia; Dr. Ramón Agüero Calvo, Universidad de Cantabria, España.
Resumen:
La virtualización de redes (NV por sus siglas en inglés) es considerada como una tecnología clave para el Internet del futuro, dado que permite la construcción y operación de múltiples redes lógicas “redes virtuales” que pueden operar de manera independiente sobre una misma infraestructura de red física. Uno de los aspectos críticos en entornos NV es el problema de embebido de redes virtuales en línea (online VNE por sus siglas en inglés), el cual consiste en asignar los recursos de la infraestructura de red física, tal como poder de procesamiento en los nodos y ancho de banda en los enlaces, para dar soporte a las redes virtuales teniendo en cuenta la cantidad de recursos disponibles al momento de la incrustación de las redes virtuales.
Lo anterior representa un problema de asignación de recursos que ha sido ampliamente estudiado. Sin embargo, análisis recientes demuestran que el rendimiento de los algoritmos VNE se ve drásticamente afectado por la topología de la red de sustrato en términos de la métrica de la tasa de aceptación. Por otro lado, en problemas de optimización dinámicos o cambiantes (\chgcolor{similares} al problema VNE), se ha observado que se puede ahorrar esfuerzo computacional y mejorar la calidad de las soluciones mediante el uso de algoritmos que se adapten continuamente al entorno cambiante utilizando información obtenida en el pasado. Por esta razón, se considera de vital importancia el desarrollo de algoritmos que aborden el problema VNE considerando las características de la red de sustrato y las soluciones de embebido previas. En esta tesis se presentan los avances realizados en esta dirección.
La primera parte de esta tesis analiza el impacto de la topología de las redes de sustrato y virtuales en el rendimiento de los algoritmos VNE en términos de la tasa de aceptación y la métrica de ingresos a costos. Asimismo, este trabajo analiza los cambios producidos por la topología de la red de sustrato y la función de evaluación clásica VNE sobre el espacio de búsqueda del problema VNE. Por otro lado, la segunda parte de esta tesis aborda la cuestión: es posible mejorar el rendimiento de los algoritmos VNE mediante el uso de funciones de evaluación alternativas que incorporan información de la topología de la red del sustrato. En este sentido, esta tesis introduce la función de evaluación alternativa basada en el grado de los nodos (AFBD por sus siglas en inglés) y se compara con otras funciones de evaluación del estado del arte. Finalmente, esta tesis desarrolla tres funciones de inicialización para mejorar el desempeño de los algoritmos VNE. Dos de ellas consideran las características y el estado de la red de sustrato a la llegada de la solicitud, y la tercera función de inicialización considera la experiencia del algoritmo VNE en las solicitudes de incrustación previas. Finalmente, se evalúa la idoneidad de los mecanismos propuestos en términos del desempeño de un algoritmo VNE.
Con base en el trabajo realizado en esta tesis se concluye que tanto la topología de las redes virtuales como la de la red de sustrato, son factores que determinan la dificultad del problema VNE, lo que hace que sea más fácil o más difícil abordarlo para los algoritmos que lo solucionan. Por otro lado, demostramos que el uso adecuado de diferentes mecanismos, como las funciones de inicialización y evaluación alternativas, pueden mejorar el rendimiento de los algoritmos VNE basados en metaheurísticas al aprovechar el conocimiento sobre las características de la topología de la red de sustrato y las soluciones de incrustación previas.