Resumo

Os métodos de encaminhamento em redes multiserviço incluem múltiplos, heterogéneos e eventualmente conflituosos parâmetros de QoS. Os problemas de encaminhamento associados envolvem a selecção de uma cadeia de recursos de rede que satisfaçam certos requisitos e procurando optimizar métricas relevantes. Isto é particularmente importante em métodos de encaminhamento resiliente envolvendo o cálculo de um caminhactivo e de, pelo menos, um caminho de proteção. Nas abordagens correntemente utilizadas o problema de cálculo dos caminhos é formulado como um problema de caminhos mais curtos com um só objectivo correspondendo seja a uma métrica, seja a uma combinação de diferentes métricas, sendo as restrições de QoS incorporadas através de restrições adicionais. No encaminhamento resiliente é necessário calcular pares de caminhos disjuntos procurando optimizar uma métrica e satisfazer certas restrições de QoS - tipo de abordagem usualmente designado por QoS constrained-routing. Como alternativa metodológica pensamos que as abordagens multicritério são potencialmente vantajosas por permitirem um tratamento totalmente consistente dos compromissos entre as diferentes métricas. Este desideratum pode ser alcançado através de modelos multicritério que permitam a escolha de soluções não dominadas (de compromisso) [Climaco et al., 05]. Os objectivos do projecto prendem-se com o desenvolvimento de novas abordagens multicritério para o encaminhamento e o estudo da especificação de novos modelos e sua resolução (isto é a resolução dos problemas de optimização a eles associados numa perspectiva multicritério) bem como a avaliação das questões de desempenho associadas ao encaminhamento resiliente multicritério. Em última análise pretende-se desenvolver e avaliar uma abordagem ao encaminhamento resiliente, inovadora em termos do paradigma metodológico de suporte no sentido descrito de forma muito abrangente em [Wierzbicki, 05], e no caso particular do MPLS, em [Craveirinha et al., 08]. A aplicação será feita em redes MPLS (ex. em [Craveirinha et al., 07]) e redes ópticas WDM com conversão de comprimento de onda [Zhang et al., 04] o que é justificadpela crescente relevância destes dois tipos de tecnologia de rede para transferência de informação multiserviço e transporte, respectivamente. No caso das redes MPLS o impacto do estabelecimento de rotas explícitas e caminhos de protecão associados, em termos da carga de tráfego na red(load balancing cost) bem como a minimização de limiares de atraso ao longo das rotas [Rosenbaum et al., 05] serão considerados através de funções objectivo apropriadas. No caso das redes ópticas ter-se-á em conta as probabilidades de avaria de componentes e seu impacto na perda dconexões ópticas, através da consideração de funções de custo adequadas para os caminhos activos e de proteção. O foco do projecto será o desenvolvimento de novos modelos multicritério de encaminhamento e de algoritmos para a sua resolução e a análise de desempenho de redes quando se utilizam os modelos desenvolvidos. Isto irá requerer o desenvolvimento de métodos analítico-numéricos de cálculo de desempenho e de plataformas de simulação por acontecimentos discretos que também permitirão a comparação do desempenho das redes de teste quando se utilizam outros modelos de encaminhamento, anteriormente propostos. A nível metodológico será dada particular atenção ao desenvolvimento de algoritmos exactos baseados em caminhos/pares de caminhos mais curtos multicritério ou metaheurísticas, dedicados a problemas multicritério específicos e a abordagens multicritério para seleccionar as soluções de encaminhamento no conjunto de soluções não dominadas. O projecto permitirá a junção e funcionamento articulado de uma equipe interdisciplinar de dimensão significativa, incluindo 7 doutorados com expertise relevante em modelação de problemas de engenharia do teletráfego, análise e algoritmos de cálculo de fiabilidade em redes, engenharia de redes com requisitos de QoS e análise e optimização multicritério. Finalmente, para além dos resultados directos em termos de software especializado, publicações científicas, formação pós-graduada, o projecto permitirá aprofundar a colaboração de duas unidades de I&D e de uma empresa de referência em telecomunicações, nomeadamente o INESC Coimbra, responsável pela execução, o Centro de Investigação Operacional da FCUL, e a Nokia-Siemens Networks e reforçar a capacidade de intervenção do INESC-Coimbra junto de empresas/operadoras, na área de engenharia de teletráfego.

Teresa Gomes 2013-12-28