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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.45.2019.tde-24062020-215417
Documento
Autor
Nome completo
Lucas Dário
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Batista, Daniel Macedo (Presidente)
Margi, Cíntia Borges
Rothenberg, Christian Rodolfo Esteve
Título em português
Estudo sobre Redes Definidas por Software aplicado em jogos digitais
Palavras-chave em português
Jogos digitais
Latência
OpenFlow
P4
Redes de computadores
Redes Definidas por Software
Resumo em português
Redes Definidas por Software (RDS) são uma abordagem de arquitetura para Redes de Computadores que busca fornecer ao administrador da rede a capacidade de configurá-la de uma forma dinâmica, programada e centralizada. Nesse paradigma, o plano de controle é separado do plano de dados por conta da criação de um novo elemento na rede, denominado Controlador. O controlador é responsável por monitorar e administrar os diversos dispositivos de comutação presentes na rede.Com isso, sempre que alguma alteração deve ser feita nas regras de roteamento da rede, o administrador pode efetuá-las apenas no controlador, sem a necessidade de interferir direta e manualmente em cada um dos dispositivos existentes no restante da rede. A capacidade de monitoramento e dinamicidade das RDS é um importante diferencial para cenários nos quais as aplicações em execução são sensíveis a problemas ou instabilidades na rede. Um exemplo de aplicações com esse perfil são Jogos Eletrônicos Multi-jogador. Nesse tipo de aplicação, diversos usuários compartilham de um mesmo cenário simulado e interagem com ele através da rede. Diversos jogos são extremamente sensíveis a cenários com latência alta, pois essa situação faz com que vários elementos dos jogos funcionem de forma errada, comprometendo a experiência do usuário final. Este projeto apresenta um estudo sobre Redes Definidas por Software, as tecnologias existentes atualmente e como essa nova arquitetura pode ser aplicada para melhorar a experiência de usuários de um jogo eletrônico, quando submetidos a cenários que simulam conexões ruins entre os jogadores. Para esse fim, foi projetado e desenvolvido um mecanismo que automatiza a seleção dos caminhos quando são detectados problemas nas conexões dos jogadores. Para atestar a eficácia do mecanismo foram realizados experimentos utilizando o jogo 0 A.D., um jogo de código aberto do gênero de Estratégia em Tempo Real, sendo executado sobre uma RDS composta por Switches programados utilizando a linguagem P4. Através dos experimentos, foi possível observar alguns benefícios da utilização das RDS para monitorar e modificar os fluxos da rede em tempo real com o objetivo de melhorar a comunicação entre os hosts do jogo.
Título em inglês
Study about Software Defined Networks applied to digital games
Palavras-chave em inglês
Computer networks
Digital games
Latency
OpenFlow
P4
Software Defined Networks
Resumo em inglês
Software Defined Networks (SDN) is an architectural approach to Computer Networks aiming to provide the network administrator with the ability to configure networks dynamically, programmatically and centralized. In this paradigm, the control plane is separate from the data plane with the creation of a new element in the network called Controller. The controller is responsible for monitoring and managing the various switching devices on the network. With that, if changes should be made to the network routing rules, the administrator can make them by rules defined only in the controller, without the need to directly and manually interfere with each device existing in the rest of the network. The monitoring capacity and dynamism of the SDN is an important differential for scenarios where running applications are sensitive to problems or instabilities on the network. An example of applications with this profile are Multiplayer Video Games. In this applications several users share the same simulated scenario and interact with it through the network. Many games are extremely sensitive to high latency scenarios because this situation causes various elements of the games to work in a wrong way, compromising the end user experience. This project presents a study on Software Defined Networks, reporting existing technologies and how this new architecture can be applied to improve the experience of users of an electronic game when submitted to scenarios that simulate bad connections between players. To this end, a mechanism has been designed and developed to automate path selection when player connection problems are detected. To attest the effectiveness of the mechanism, experiments were performed using the game 0 A.D., an open source game in the Real Time Strategy genre, running on a SDN composed of Switches programmed using the P4 language. Through the experiments, it was possible to see some benefits of using SDN to monitor and modify network flows in real time in order to improve communication between the game hosts
 
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Data de Publicação
2020-06-29
 
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