Diferenciação de Serviços em Redes de Dados Nomeados: Novas Perspectivas através da Semântica de Nomeação, do Cache e da Manutenção de Estados

Francisco Renato Cavalcante Araújo

Diferenciação de Serviços em Redes de Dados Nomeados: Novas Perspectivas através da Semântica de Nomeação, do Cache e da Manutenção de Estados

O aumento exponencial de aplicações e serviços na Internet, com requisitos heterogêneos, exige mecanismos de diferenciação de serviços mais eficientes do que aqueles oferecidos pelas redes IP tradicionais. Nesse contexto, as Redes de Dados Nomeados (do inglês, Named Data Networking (NDN) surgem como uma alternativa promissora para atender o modelo de comunicação atual. A NDN propõe uma mudança de paradigma em relação ao modelo tradicional orientado a endereços IP, priorizando o acesso ao conteúdo pelo nome em vez da localização, e oferecendo características como cache na rede, encaminhamento com estado e segurança a nível de pacotes, capazes de suportar uma gestão de recursos mais sofisticada. Apesar de seus benefícios, a NDN, por padrão, não implementa mecanismos de diferenciação de serviços, tratando todo o tráfego de forma indistinta, o que limita o suporte a aplicações com diferentes demandas de Qualidade de Serviço (QoS). Além disso, a eficiência do cache, presente no caminho das requisições, e das estratégias de encaminhamento convencionais pode ser comprometida em cenários dinâmicos, com mobilidade de nós produtores de conteúdo e alta competição por recursos. Esta tese propõe um conjunto de mecanismos adaptativos para o provisionamento de QoS em NDN, baseado na integração entre semântica de nomeação, cache cooperativo e manutenção de estados de rede, com foco na diferenciação de serviços. Os trabalhos desenvolvidos incluem: estratégias de encaminhamento multicritério para mitigação de flooding de requisições em NDN sem fio; mecanismos de cache oportunístico e suporte a mobilidade de produtores de conteúdo, ampliando a reutilização de dados e reduzindo a latência de acesso em cenários dinâmicos; Balanceamento de carga distribuído e centrado no conteúdo, promovendo distribuição eficiente do tráfego e exploração cooperativa dos recursos de rede; Provisionamento de QoS e diferenciação de serviços, combinando política de cache e estratégia de encaminhamento para apoiar uma entrega diferenciada de conteúdo conforme os requisitos da classes de serviço. A tese propõe, implementa e avalia estes mecanismos por meio de simulações no ndnSIM, considerando diferentes topologias e cenários de rede, incluindo redes móveis e cabeadas. Os mecanismos propostos exploraram diversos componentes da pilha NDN, como nomeação, cache e encaminhamento. Por fim, a tese apresenta uma nova perspectiva para a diferenciação de serviços em NDN, demonstrando que a integração entre os diferentes componentes tem potencial para provisionar QoS de forma mais eficiente, oferecendo suporte a aplicações heterogêneas. O trabalho estabelece fundamentos conceituais e mecanismos práticos que podem guiar futuras pesquisas nessa temática.

Leobino Nascimento Sampaio

Paulo Milheiro Mendes (Airbus Central Research and Technology)

https://www.paulomilheiromendes.com

José Augusto Suruagy Monteiro (UFPE)

http://lattes.cnpq.br/2887736963561252

Rodrigo Brandão Mansilha (UNIPAMPA)

http://lattes.cnpq.br/3118442101667444

Bruno Pereira dos Santos (UFBA)

http://lattes.cnpq.br/0092226104911153

Cássio Vinicius Serafim Prazeres (UFBA)

http://lattes.cnpq.br/5075736089100544

Maycon Leone Maciel Peixoto (UFBA)

http://lattes.cnpq.br/5003713680310544

Eduardo Coelho Cerqueira (UFPA)

http://lattes.cnpq.br/1028151705135221

Igor Monteiro Moraes (UFF)

http://lattes.cnpq.br/1342924024681635

16 Dec, 2025

8:30 AM