Uma análise comparativa entre abordagens ativas para monitoramento de desempenho em redes definidas por software

Abstract

A avaliação de desempenho de redes consiste em uma prática recorrente e fundamental na detecção de problemas estruturais ou lógicos que possam comprometer a Qualidade de Serviço (Quality of Service - QoS) e, consequentemente, a Qualidade de Experiência (Quality of Experience - QoE) do usuário. Ferramentas tradicionais como o ping, baseada no Internet Control Message Protocol (ICMP), são úteis para diagnósticos de rede embora enfrentem limitações quando políticas de segurança de rede restringem ou bloqueiam o tráfego ICMP e visibilidade interna da rede. Em contrapartida, a linguagem Programming Protocol-independent Packet Processors (P4), viabiliza a programação direta do plano de dados dos dispositivos de rede, eliminando a limitação de utilizar protocolos pré-definidos. A linguagem P4 permite uma personalização detalhada do processamento e encaminhamento dos pacotes na rede. Nesse contexto, este trabalho propõe uma avaliação comparativa das abordagens de monitoramento em Redes Definidas por Software (Software Defined Network - SDN) baseadas em P4 e ICMP. A avaliação considera uma topologia de rede emulada com Mininet e conduz experimentos sob variados níveis de carga de tráfego, analisando parâmetros como atraso, perda de pacotes e jitter. Os resultados do monitoramento indicam que ambas as abordagens reportam informações semelhantes para as métricas avaliadas até uma carga de tráfego concorrente de 1 Mb/s. Acima dessa carga, as ferramentas reportam valores divergentes para todas as métricas, indicando possível congestionamento na rede emulada. A alta perda de pacotes reportada pela sonda P4, considerando tráfego concorrente acima de 1 Mb/s, diverge do relatório do ping, sugerindo que a sonda P4 interfere mais no tráfego existente.