Desarrollo e Implementación de un algoritmo de control de video adaptativo en entornos de redes definidas por software (SDN)
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Date
2024-08-29
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca
Abstract
In the ever-evolving digital era, managing traditional IP networks has become a complex and
laborious process. Configuring these networks according to rigid structures and adapting to fluctuations in traffic load and potential failures requires constant reconfiguration of the underlying
infrastructure. This complexity is exacerbated by the convergence of control and data planes
in conventional networks, making agile and programmable management difficult. In response to these challenges, Software-Defined Networks (SDN) have emerged as a highly promising solution in the field of telecommunications. In this context, this thesis proposes the design
of an efficient video traffic control algorithm in an SDN environment, enabling adaptive realtime transmission. To achieve this, five Raspberry Pi were used, each installed with the Linux
(Ubuntu) operating system. On these devices, software was implemented for one Raspberry
Pi to function as an SDN controller (RYU) and the necessary software for the other Raspberry
Pis to operate as OpenVswitch. The video transmission was carried out from one device to
another through our SDN network with the adaptive video control system, from the video server to another device, achieving a delay 18.1 % lower than RIP and 94.8 % lower than OSPF.
With background traffic, it was found that SDN has a delay 27.23 % lower than RIP and 54.1 %
lower than OSPF. Finally, the performance obtained with and without the implementation of our
algorithm was evaluated in comparison with classical routing.
Resumen
En la era digital en constante evolución, la gestión de las redes IP (Internet Protocol) tradicionales se ha vuelto un proceso complejo y laborioso. Configurar estas redes siguiendo estructuras
rígidas y adaptarse a las fluctuaciones en la carga de tráfico y a posibles fallos requiere una
reconfiguración constante de la infraestructura subyacente. Esta complejidad se ve agravada
por la convergencia de los planos de control y datos en las redes convencionales, lo que dificulta una gestión ágil y programable. En respuesta a estos desafíos, han surgido las Redes
Definidas por Software (SDN) como una solución altamente prometedora en el campo de las
telecomunicaciones. En este contexto, este trabajo de titulación propone el diseño de un algoritmo eficiente de control de tráfico de video en un entorno SDN, permitiendo una transmisión
adaptativa en tiempo real. Para lograr esto, se utilizaron cinco Raspberry Pi en los cuales se
instaló el sistema operativo Linux (Ubuntu). Sobre estos dispositivos, se implementó el software para que un Raspberry Pi funcione como controlador SDN (RYU) y el software necesario
para que el resto de las Raspberry Pi funcionen como OpenVswitch. Se llevó a cabo la transmisión de video desde un dispositivo hasta otro a través de nuestra red SDN con el sistema
de control de video adaptativo, desde el servidor de video hacia otro dispositivo obteniendo un
retardo 18.1 % menor que RIP (Routing Information Protocol) y 94.8 % menor que OSPF (Open
Shortest Path First), con tráfico de fondo se obtuvo que SDN tiene un retardo 27.23 % menor
que RIP y 54.1 % menor que OSPF. Finalmente, se evaluó el rendimiento obtenido con y sin
la implementación de nuestro algoritmo en comparación con el enrutamiento clásico.
Keywords
Telecomunicaciones, Redes convencionales, Software, Ordenadores
Citation
Código de tesis
TET;154
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero en Telecomunicaciones