Multiflow WiFi utilizando Software Defined Networking

Abstract

As comunicações móveis estão em crescimento acelerado. O aumento de capacidade do hardware dos smartphones e tablets permite o desenvolvimento de aplicações cada vez mais complexas que requerem uma quantidade cada vez mais elevada de dados. Estes dipositivos não se limitam apenas às chamadas de voz, envio e receção de SMS ou MMS, têm de processar vídeo e áudio em virtude dos conteúdos on-demand ou streaming que os utilizadores têm ao seu dispor via internet. Estar conectado em qualquer lugar é um dos requisitos dos utilizadores, pelo que as operadoras de telecomunicações criaram locais, hotspots WiFi, em que os dispositivos móveis dos seus clientes podem ser conectados à internet por meio de tecnologia WiFi e assim aceder a estes conteúdos. O aumento do volume de trafego de dados nestes locais, resultante da quantidade de clientes e das exigências de dados das aplicações que estão a executar nos seus dispositivos móveis, representa um desafio que infraestrutura de rede têm de resolver de forma a otimizar o uso dos equipamentos de rede e assim minimizar o montante de investimentos realizados em equipamentos e instalações (capital expenditure, CAPEX) e o custo associado à manutenção dos equipamentos e outras despesas operacionais (operational expenditure, OPEX). A solução apresentada nesta Dissertação visa, com recurso a uma arquitetura baseada no paradigma Software-defined Networking (SDN), fazer a gestão do tráfego de dados nos hotspots WiFi da Portugal Telecom (PT), distribuindo-o por diversos fluxos, que serão distribuídos por vários canais suportados por diferentes Access Points (AP) WiFi e/ou diferentes tecnologias de comunicações sem fios (por exemplo WiFi e 4G). A distribuição dos dados em diversos fluxos, e a distribuição destes fluxos pelos diversos APs disponíveis, será efetuada de acordo com as políticas e requisitos definidos pela operadora (por exemplo para oferecer maior largura de banda a clientes premium ou para proteger aplicações mais sensíveis do ponto de vista de qualidade de serviço). No âmbito deste trabalho de dissertação foi proposta uma arquitetura baseada em SDN para suportar o modelo de funcionamento descrito. Esta arquitetura foi posteriormente implementada e instalada num testbed criado para o efeito (e que corresponde a uma versão simplificada da arquitetura proposta) e que serviu para demonstrar a viabilidade do modelo proposto.