Esta seção apresenta a escolha das topologias utilizadas no ambiente de simulação, bem como os parâmetros, fatores e níveis que compreendem as configurações do experimento, além das métricas obtidas.
4.1.1 Topologia de Rede
Foram consideradas três topologias de redes nas análises de desempenho da simulação. As topologias foram escolhidas de acordo com Kamiyama et al. (2013), que analisou a influência da topologia em PSTs, baseando-se no número de nós, de links, grau máximo do nó e o comprimento médio dos saltos entre os nós. Desta forma, o autor classifica em dois tipos:
H&S Existem vários nós concentradores, ou hub nodes, com valores altos de graus do nó. Outros nós conectam a um ou mais hub nodes, então este tipo de rede é chamada de Hub and Spokes (H&S). Um nó pode chegar a outro nó com uma pequena contagem de saltos através dos hub nodes. Portanto, redes com grau máximo do nó igual a 10 ou superior são definidas como redes H&S.
Ladder Não há a existência de hub nodes, e a estrutura da topologia é uma combinação de loops. Embora o número total de links seja reduzido, a distância entre os saltos são grandes. Este tipo de estrutura topológica é conhecida como freeway. Portanto, neste caso, redes com grau máximo do nó menor que 10 são definidas como redes Ladder. Buscando avaliar a composição de serviços em diferentes topologias de redes, foram tomados três exemplos a serem usados nas simulações. Os dois primeiros foram baseados nas redes da Goodnet e BSO Network Solutions, seguindo as classificações H&S e Ladder, respectivamente. Ambos foram retirados do Internet Topology Zoo1. A Figura 4.1 ilustra a representação gráfica das topologias selecionadas.
4.1. AMBIENTE DE SIMULAÇÃO E CONFIGURAÇÕES DOS EXPERIMENTOS 45
Figura 4.1: Topologias Reais
(a) GoodNet
(b) BSO Network
Fonte: http://www.topology-zoo.org
A terceira topologia, Figura 4.2 foi customizada e gerada a partir do software Gephi2. O propósito era gerar uma topologia mais complexa, porém mantendo a quantidade de nós próxima das topologias reais. Portanto, a quantidade de nós escolhida foi de 20 com probabilidade de conexão de 50%, como mostra a Tabela 4.1. Nesse caso, a topologia gerada é do tipo H&S, a qual apresentou uma quantidade maior de links e, consequentemente, maior número de caminhos.
Tabela 4.1: Características das Topologias
Nome Nós Links Caminhos Tipo
Goodnet 18 32 324 H&S
BSO 18 23 324 Ladder
Topologia Genérica 20 83 400 H&S
4.1. AMBIENTE DE SIMULAÇÃO E CONFIGURAÇÕES DOS EXPERIMENTOS 46
Figura 4.2: Topologia Genérica
Fonte: Elaborado pelo autor
4.1.2 Estrutura da Simulação
A Tabela 4.2 mostra os parâmetros utilizados na simulação. Uma composição acontece entre as VNFs após a formação de uma cadeia, que por sua vez é formada toda vez que um serviço é solicitado por um usuário. Em Ghaznavi et al. (2016) e Sahhaf et al. (2015), as taxas de solicitações de serviços seguem uma distribuição de Poisson de 1 requisição por 100 segundos de tempo e de 4 por 100 unidades de tempo, respectivamente. No entanto, para diferenciar os comportamentos de uma rede, quanto a demanda de requisições de serviços, utilizamos cinco taxas de requisições diferentes, como mostra a Tabela 4.2. A duração do serviço segue uma distribuição exponencial com média igual a 1/40. Não foi adotado custo no caminho formado pela cadeia. O tempo de simulação é de 1 hora e o experimento foi replicado 30 vezes.
Tabela 4.2: Parâmetros da Simulação
Parâmetro Descrição Valor
Tempo de Simulação Tempo Total de Simulação
em horas 1h
Números de Replicações
Quantidade de Replicações
para cada Experimento 30 replicações Duração do
Serviço Duração Média do Serviço
Distribuição Exponencial Lambda = 1/40
4.1. AMBIENTE DE SIMULAÇÃO E CONFIGURAÇÕES DOS EXPERIMENTOS 47
Tabela 4.3: Fatores e Níveis de Simulação
Fator Descrição Nível
Topologia Tipos de topologia a ser simulada
Goodnet,
BSO Network, Topologia Genérica
Disponibilidade FS
Porcentagem de disponibilidade das FSs sobre o total
da população
10, 50 e 100%
População Número total de usuários
por topologia 1000 e 3000
Chamada de Serviço
Frequência com que um serviço específico é solicitado pelo usuário
1, 2, 4, 5, 6 e 8 solicitações / minuto Seguindo Distribuição
de Poisson
A Tabela 4.3 apresenta os fatores e os níveis usados na simulação. Os fatores são variáveis que afetam o resultado de um experimento. Os fatores têm um conjunto de valores alternativos (níveis). Os níveis são os valores que cada fator pode assumir, isto é, cada nível é uma alternativa para o fator correspondente.
A população é dividida proporcionalmente entre as quantidades de nós, os quais repre- sentam as VNFs.
Disponibilidade é o fator que estabelece o quanto uma VNF é capaz de atender às solicitações dos usuários, ou seja, para o valor do nível igual a 10%, significa que para uma população de 1000 usuários, uma VNF tem a capacidade de atender as solicitações de serviços de 100 usuários. O último fator representa a frequência de chegada de serviços em cada VNF.
4.1.3 Métricas Avaliadas
Dado os valores dos fatores e seus respectivos níveis, as métricas são as saídas observáveis de cada experimento baseado nas configurações dos cenários escolhidos.
Solicitação de Composição: Representa o número de composições requeridas entre
duas redes adjacentes.
Falha de Solicitação de Serviço: Representa o número de requisições de serviços
que falharam considerando ao menos três aspectos: que estas não estejam disponíveis na rede; que o serviço já esteja sendo usado por outros usuários e que não haja sessões disponíveis ou o número máximo de composições por rede alcance seu limite.
Número de Composições: Representa o número de composições bem sucedidas.
Recomposições: Representa o número de composições que necessitam ser refeitas