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Main Title: Flow-Based Routing in Community Networks
Translated Title: Flow-basiertes Routing in Community Networks
Author(s): Manilici, Vlad
Advisor(s): Feldmann, Anja
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Die von Internet-Providern Endbenutzern angebotenen Transferraten sind oft zu klein für den Bedarf moderner Applikationen, besonders in Spitzenlastsituationen. Obwohl die durchschnittliche Auslastung dieser Endbenutzer-Anschlüsse meist niedrig ist, bleibt das Potenzial der statistischen Verkehrsbündelung über die letzte Meile von Bandbreitenverbindungen weitgehend unbenutzt. Wir führen in dieser Arbeit eine kollaborative, Flow-basierte Infrastruktur für das gemeinsame Nutzen von Internetverbindungen in privaten Communities vor und untersuchen ihre Auswirkungen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Multihoming und Flow-basiertes Routing in aktuellen Zugangsszenarien mit Bandbreitenverbindungen signifikante Durchsatzverbesserungen sowie die Verkürzung von Downloadzeiten erlauben. Der Umfang des Gewinns ist von der Natur und die Menge des Datenverkehrs abhängig. Die Verbesserungen unter Last und mit vielen parallelen großen Übertragungen sind höher als die unter weniger Last und mit kurzen Übertragungen. Wir beginnen mit einer Beschreibung unserer Architektur und deren Einsatz auf Client-Rechnern und DSL-Routern. Wir stellen unsere Experimentier-Umgebung vor: einen Fluss-basierten Off-line-TCP-Simulator und eine realistische Testumgebung. Wir benutzen mehrere Verkehrsmuster: Flow Traces aus reellen Netzwerken, künstliche Traces, die auf statistischen Distributionen basieren, künstliche Web-Verkehrsmuster und eine Peer-To-Peer Applikation. Als nächstes führen wir eine Methodik für die Bewertung von Flow-Routing ein. Dafür vergleichen wir die erreichten Übertragungszeitungen für Flows unter verschiedenen Routingalgorithmen und Netzwerkkonfigurationen. Wir setzen die Ergebnisse in Beziehung zu verschiedenen Klassen von Flows und zur aktuellen Lastsituation. Wir untersuchen die Kapazität unseres Systems und die mögliche Leistung mit idealisierten, allwissenden Routing-Algorithmen. Als nächstes untersuchen wir mehrere Routing-Algorithmen, die auf Metriken wie Überlastung oder Anzahl von aktiven Flows basieren. Zum Abschluss untersuchen wir die Auswirkung der Benutzung eines Funknetzwerks für die Weiterleitung der Flows zwischen den Breitbandanschlüssen.
Data rates provisioned by broadband Internet Service Providers continue to fall short of the requirements posed by emerging applications. However, the potential of statistical multiplexing of the last mile broadband connections remains unexploited even as the average utilization of these connections remains low. In this work we propose and evaluate a collaborative flow-based access sharing infrastructure in community networks. Our results show that with multi-homing and flow-based routing in today's broadband Internet access scenarios, significant performance benefits including a reduction in download times are achievable. The extent of the benefit largely depends on the nature and volume of traffic: under high load and with bulky transfers the achievable improvements are higher than those realizable under low load scenarios with short-lived flows. We start out by introducing the architecture of our system and describing deployments on the client systems and the DSL routers. We introduce our experimental setups: an off-line fluid TCP simulator and a realistic testbed. We use several traffic workloads, including real-world flow traces, artificial flow traces generated according to statistic distributions, artificial Web workloads, and a peer-to-peer application. We then introduce a methodology for evaluating the benefits of flow routing by comparing the flow durations with different routing policies and network setups. This is done for different classes of flows, in relation to the current load in the system. We investigate the capacity of our system and the possible performance with ideal, omniscient routing algorithms. We then evaluate several routing policies based on routing metrics like congestion or the number of active flows in the system. Finally, we study the impact of employing a wireless network for flow redirection amongst the broadband connections.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-24197
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2616
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2319
Exam Date: 16-Oct-2009
Issue Date: 16-Dec-2009
Date Available: 16-Dec-2009
DDC Class: 004 Datenverarbeitung; Informatik
Subject(s): Community Network
Flow
Multihoming
Routing
Community Network
Flow
Multihoming
Routing
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Appears in Collections:Technische Universität Berlin » Fakultäten & Zentralinstitute » Fakultät 4 Elektrotechnik und Informatik » Publications

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