SDN – DMM : redes definidas por software para gerenciamento de mobilidade distribuído em redes IP móveis heterogêneas

Abstract

O gerenciamento de mobilidade aplicado na arquitetura tradicional da Internet tornou-se um grande desafio devido ao crescimento exponencial do tráfego móvel e do número de dispositivos que podem se conectar à rede. Soluções baseadas em DMM – Distributed Mobility Management tem sido consideradas nos últimos anos, permitindo lidar com os desafios apresentados nas abordagens de gerenciamento centralizada, como a escalabilidade e o desempenho. Por outro lado, uma forte tendência em termos de evolução das redes de comunicação, especialmente da Internet, envolve as SDN- Software-Defined Networks, que se caracterizam pelo desacoplamento entre o plano de controle e o plano de dados da infraestrutura de rede de comunicação, sendo a função de controle da rede realizada em um ponto central responsável pela inteligência da rede (o controlador SDN) atuando somente no plano de controle, enquanto os demais ativos de rede ficam responsáveis apenas pelo encaminhamento de pacotes no plano de dados, inserindo assim flexibilidade, otimização e programabilidade da infraestrutura de rede. Propõe-se aqui uma abordagem baseada em redes definidas por software, intitulada SDN-DMM, em que se considera uma arquitetura de rede que permite não somente obter os benefícios intrínsecos ao SDN, mas também lidar de forma simplificada e eficiente com o gerenciamento de mobilidade de modo distribuído em redes de acesso heterogêneas, garantindo a continuidade de sessão IP durante o deslocamento do usuário entre as redes. Nessa proposta, o conceito de intents é utilizado para que o plano de dados da rede seja automaticamente ajustado de acordo com a mobilidade executada pelo usuário para manter ativa a comunicação, permitindo que esta seja executada de forma otimizada. A proposta SDN-DMM é comparada, com base em modelagem analítica, com duas propostas recentemente publicadas (a primeira, parcialmente distribuída e a segunda, completamente distribuída), considerando custos de sinalização, de entrega de pacote, de latência de handover e de roteamento em um cenário de integração de redes heterogêneas. Verifica-se que a proposta SDN-DMM, parcialmente distribuída, mostra-se vantajosa em relação às outras duas nos aspectos de entrega de pacote, latência de handover e roteamento, e desvantajosa sob o aspecto de sinalização quando o usuário executa um grande número de handovers em um curto período de tempo. A proposta SDN-DMM é então viabilizada em implementação em um cenário real de experimentação. Conclui-se então que o gerenciamento de mobilidade distribuído pode se beneficiar do paradigma das redes definidas por software, devido à flexibilidade inserida e à programabilidade, que tornam o gerenciamento de mobilidade mais um dos serviços que podem ser prestados pela infraestrutura de forma otimizada através das aplicações executadas no controlador SDN, capaz de realizar os ajustes necessários dos fluxos IP bidirecionais no plano de dados de modo a suportar a mobilidade do usuário.