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A TE é a utilização de princípios tecnológicos e científicos para a medição, caracterização, modelagem e controle do tráfego com o objetivo de avaliação e otimização do desempenho das redes IP (AWDUCHE et al., 2000). A melhora na QoS prestada pela rede devido a aplicação da TE pode ser observada através de parâmetros de tráfego tais como atraso fim-a-fim, variação do atraso ou perda de pacotes, bem como pela percepção humana, como por exemplo, em aplicações multimídia. As atividades básicas da TE são o controle e a otimização do roteamento com o objetivo de distribuir o tráfego uniformemente pela rede. A TE pode ser feita manualmente, ou usando algum tipo de técnica automatizada para descobrir e fixar os caminhos mais adequados a determinadas agregações de fluxos dentro da rede. A Figura 3 ilustra o encaminhamento de pacotes sem e com TE. Em um domínio que não implementa TE, todos os pacotes devem ser encaminhados pelo caminho mais curto, no caso, o caminho do meio, e quase sempre resulta em congestionamento. A existência de congestionamento pode provocar a degradação da QoS.

Figura 3 – Encaminhamento de pacotes sem e com TE.

a aceitação, estabelecimento e manutenção de conexões (AWDUCHE; REKHTER, 2001). Esse gerenciamento baseado em políticas traz a vantagem de prover a habilidade de controlar a rede como um todo, ao invés de controlar dispositivos de rede, interfaces e filas de maneira independente.

A TE engloba quatro problemas básicos, ou seja, o controle de admissão de novas conexões; roteamento de pacotes, dadas algumas restrições; re-roteamento de conexões já estabelecidas; e planejamento dos recursos da rede (GIRISH et al., 2000).

O controle de admissão de novas conexões determina se uma requisição pode ser ou não admitida e, em caso afirmativo, seleciona uma rota para essa conexão ao longo da rede.

O roteamento baseado em restrições é responsável pela seleção de caminhos considerados de alguma forma ótimos, e que satisfarão a um dado conjunto de restrições e requisitos. Métricas utilizadas no roteamento baseado em restrições incluem o custo em dinheiro, número de nós intermediários, taxa de transmissão, confiabilidade, atraso fim-a- fim e variação de atraso fim-a-fim (XIAO; NI, 1999). O processo é realizado em duas etapas. Na primeira são excluídos todos os enlaces que não tenham largura de banda suficiente para transportar a nova conexão ou que, de alguma outra forma, não atendam as exigências na nova demanda; na segunda é realizada a escolha do caminho a ser utilizado sobre a rede residual (SPRAGGS, 2000). Quando a escolha do caminho a ser utilizado é feita através de um algoritmo de menor caminho, o método é chamado CSPF (Constraint Shortest Path First). A rota escolhida pelo roteamento baseado em restrições não é necessariamente o “menor caminho” calculado por um algoritmo como o de Dijkstra, mas o caminho de algum sentido ótimo que atende a todos os requisitos exigidos (AWDUCHE et al., 1999).

O terceiro problema, re-roteamento das conexões já estabelecidas é o processo pelo qual alguns fluxos de tráfego são novamente roteados, para melhorar a eficiência da rede. Periodicamente, pode ser necessário que o operador de uma rede modifique o roteamento dos fluxos de tráfego, porque algumas condições da rede se alteraram. Por exemplo, um fluxo de tráfego pode ser re-roteado para um caminho secundário, em caso de falhas no caminho principal, ou no caso em que um tráfego de maior prioridade esteja utilizando

possibilidade de re-otimização, a rede poderia se tornar progressivamente distante do ponto ótimo, cada vez que uma falha ocorresse (SPRAGGS, 2000). Contudo, embora a possibilidade de re-roteamento dos fluxos seja interessante para a TE, deve ser usada com cautela (diariamente ou semanalmente, por exemplo), porque inclui troca de mensagens entre os diversos elementos de rede, o que pode levar a situações de sobrecarga, caso ocorra com muita freqüência.

O último problema, o planejamento dos recursos da rede, inclui o planejamento das capacidades dos enlaces e tamanhos dos buffers e objetiva proporcionar à rede a capacidade de atender novas demandas de tráfego. O planejamento dos recursos da rede deve considerar a possibilidade de demandas futuras, o que pode ser estimado a partir do histórico do tráfego na rede (GIRISH et al., 2000).

Para resolver os problemas anteriormente citados, é necessário que o processo de TE contenha alguns componentes chaves. Os componentes chaves são medição, modelagem, análise, e otimização (AWDUCHE et al., 2002).

A medição é crucial para a TE. A situação de uma rede somente pode ser conclusivamente determinada através de medição. A medição também é fundamental para a função de otimização uma vez que provê dados de realimentação os quais são usados pelos subsistemas de controle da TE. Estes dados são usados para de forma adaptativa otimizar a performance da rede. A Medição é também necessária para determinar a QoS de rede e também para avaliar a efetividade das políticas de TE. A experiência sugere que a medição é mais efetiva quando adquirida e aplicada sistematicamente.

A modelagem envolve a construção de um modelo que descreve características de tráfego relevantes e atributos da rede. Um modelo é uma representação abstrata da rede que captura suas características relevantes, atributos, e outras características como restrições e atributos de nós e enlaces. Um modelo de rede pode facilitar análise e/ou simulação. A simulação pode ser usada para prever a performance da rede sob várias condições como também para orientar os planos de expansão (AWDUCHE et al., 2002). Os modelos sobre o comportamento das fontes de tráfego são particularmente úteis para análise. O desenvolvimento de modelos sobre o comportamento das fontes de tráfego que sejam consistentes com os dados empíricos obtidos a partir da rede em operação é um tópico de pesquisa importante na TE.

O terceiro componente da TE é responsável pela análise do estado da rede e caracterização da carga de tráfego representativa. A análise pode envolver investigação sobre a concentração e distribuição de tráfego através da rede, identificando as características da carga de tráfego oferecida, potenciais gargalos, enlace sub-utilizados, pontos de falhas, etc (AWDUCHE et al., 2002). A análise pode ser reativa de e/ou proativa. A análise do tipo proativa identifica problemas potenciais que não existem atualmente, mas que poderão se manifestar no futuro. A análise do tipo reativa identifica problemas existentes, determina a causa através de diagnóstico, e avalia alternativas para resolver o problema, se necessário.

A otimização de desempenho da rede pode ser corretiva ou preventiva (AWDUCHE et al., 2002). Na otimização corretiva, a meta é resolver um problema real. Na otimização preventiva, a meta é melhorar o desempenho da rede até mesmo quando os problemas ainda não existam e/ou não são previstos. A otimização de desempenho da rede é um processo ininterrupto. Ela pode ser efetuada em tempo real ou não. A otimização que ocorre durante o planejamento da rede não é realizada em tempo real (XIAO et al., 2000).