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Massive scale data centers (MSDC) have become a key component of current content-centric Internet architecture. With scales of up to hundreds of thousands servers, conveying traffic inside these infrastructures requires much greater connectivity resources than traditional broadband Internet transit networks. MSDCs use Fat-Tree type topologies, which ensure multipath connectivity and constant bisection bandwidth between servers. To properly use the potential advantages of these topologies, specific routing protocols are needed, with multipath support and low control messaging load. These infrastructures are enormously expensive, and therefore it is not possible to use them to experiment with new protocols; that is why scalable and realistic emulation/simulation environments are needed. Based on previous experiences, in this paper we present extensions to the ns-3 network simulator that allow executing the Free Range Routing (FRR) protocol suite, which support some of the specific MSDC routing protocols. Focused on the Border Gateway Protocol (BGP), we run a comprehensive set of control plane experiments over Fat-Tree topologies, achieving competitive scalability running on a single-host environment, which demonstrates that the modified ns-3 simulator can be effectively used for experimenting in the MSDC. Moreover, the validation was complemented with a theoretical analysis of BGP behavior over selected scenarios. The whole project is available to the community and fully reproducible.

An Autonomous System (AS) is a group of Internet Protocol-based networks with a single and clearly defined external routing policy, usually under single ownership, trust or administrative control. The AS represents a connected group of one or more blocks of IP addresses, called IP prefixes, that have been assigned to that organization and provides a single routing policy to systems outside the AS. The Internet is composed of the interconnection of several thousands of ASes, which use the Border Gateway Protocol (BGP) to exchange network prefixes (aggregations of IP addresses) reachability advertisements. BGP advertisements (or updates) are sent over BGP sessions administratively set between pairs of routers. BGP is a path vector routing protocol and is used to span different ASes. A path vector protocol defines a route as a pairing between a destination and the attributes of the path to that destination. Interior Border Gateway Protocol (iBGP) refers to the BGP neighbor relationship within the same AS. When BGP neighbor relationship are formed between two peers belonging to different AS are called Exterior Border Gateway Protocol (eBGP). In the last case, BGP routers are called Autonomous System Border Routers (ASBRs), while those running only iBGP sessions are referred to as Internal Routers (IRs). Traditional iBGP implementations require a full-mesh of sessions among routers of each AS.

Le problème d’exploration est un sujet fondamental de la robotique mobile autonome qui traite la réalisation de la catographie complète (mapping) d’un environnement précédemment inconnu. Il y a plusieurs scénarios où l’achèvement de l’exploration d’une zone est une composante principale de la mission à accomplir. Par exemple: l’exploration planétaire, la reconnaissance, la recherche et le sauvetage, l’agriculture, le nettoyage des lieux dangereux, comme champs de mines et des zones radioactives. D’autre part, la communication sans fil joue un rôle important dans les stratégies multi-robot collaboratives. Malheureusement, la supposition ou l’exigence de communication stable, ou encore, la connectivité continue, peuvent être compromises dans des scénarios réels. Dans cette thèse, deux nouvelles approches abordent le problème d’exploration multi-robot d’environnements, en considérant une communication restreinte. D’abord, une stratégie multi-objectif auto-adaptative est proposée pour diriger la sélection de tâches en tennant compte de la performance d’exploration et du niveau de connectivité. Deuxièmement, deux rôles – l’explorateur et le relais de communication – sont considérés pour améliorer la stratégie de sélection de tâche précédente. Basé sur le modèle de communication, une nouvelle approche de placement de robot relais pour des missions d’exploration multi-robot est présentée en détail. Comparé avec d’autres approches de l’état de l’art, les deux approches proposées dans cette thèse sont capables de diminuer la durée de périodes de déconnexion sans dégradation considérable sur temps d’exploration. The exploration problem is a fundamental subject in autonomous mobile robotics that deals with achieving the complete coverage of a previously unknown environment. There are several scenarios where completing exploration of a zone is a main part of the mission, e.g. planetary exploration, reconnaissance, search and rescue, agriculture, cleaning, or dangerous places as mined lands and radioactive zones. Wireless communication plays an important role in collaborative multi-robot strategies. Unfortunately, the assumption or requirement of stable communication and end-to-end connectivity may be easily compromised in real scenarios. In this thesis, two novel approaches to tackle the problem of multi-robot exploration of communication constrained environments are proposed. At first, an auto-adaptive multi-objective strategy is followed in order to support the selection of tasks regarding both exploration performance and connectivity level. Secondly, two roles –explorer and communication relay– are considered in order to improve the benefits of the previous task selection strategy. Based on the communication model, a novel polynomial-time relay placement approach for multi-robot exploration missions is introduced in detail. Compared with others, the proposed approaches are capable of decreasing the last of disconnection periods without a noticeable degradation of the completion exploration time.

Las empresas disponen de distintos grupos de usuarios con necesidades específicas. Muchas de las diferencias entre ellos se traducen en requerimientos específicos de “networking”. Dentro de la misma empresa, estos requerimientos suelen ser tan diferentes, que los diferentes grupos deben ser tratados como clientes distintos por el departamento de TI. A medida que el número de grupos aumenta, mantenerlos separados y seguros es un gran desafío. El término virtualización es usado en varios contextos tales como virtualización de servidores, aplicaciones, dispositivos de almacenamiento e infraestructura de redes. La virtualización de redes delinea la virtualización de arquitecturas, tecnologías y técnicas correspondientes a la infraestructura de las mismas. La virtualización de redes en la empresa apunta a resolver situaciones que aseguren una óptima utilización de los recursos existentes, tales como Reducción de costos. Simplificación de tareas operativas, de administración y gerenciamiento. Alta disponibilidad Creación de nuevos modelos de negocios. Instalación de parques industriales con múltiples clientes. Organización de Datacenters virtualizados. En este sentido se debe proveer guías de diseño para las redes empresariales virtualizadas teniendo en cuenta las distintas tecnologías y los requerimientos de negocio a los cuales debe atender. Asimismo, un aspecto fundamental a considerar es la interacción con el Proveedor de Servicio de conectividad, a los efectos de garantizar tanto el Nivel de Servicio (especificado en mediante Niveles de Servicio – SLA, OLA) como el nivel de seguridad apropiado. A lo largo del presente documento se estudia el estado del arte de la virtualización de redes, realizando un desglose de las diferentes tecnologías utilizadas para su implementación. Tanto en las tecnologías tradicionales de “networking” como en las nuevas tendencias, se pude observar una mezcla bastante compleja, donde existen muchas opciones disponibles para el diseñador / implementador de redes virtualizadas. Uno de los objetivos que se cubre en este trabajo es intentar plantear escenarios concretos junto con las tecnologías y técnicas que se entienden las más apropiadas para resolverlos. En ese sentido se proveen como forma de resumen, tablas que pueden utilizarse como guías para poder resolver un escenario particular. Estas son utilizadas en el caso de estudio donde se aplican técnicas de virtualización de redes para resolver un escenario dado con ciertas restricciones.

La robótica autónoma móvil se ha desarrollado principalmente para hacer posible la realización de tareas de alto nivel por parte de máquinas sin la necesidad del control humano. A tales efectos, los robots deberían tener la habilidad de moverse apropiadamente en un mundo real. Consecuentemente, planificar sus propios movimientos se vuelve una de los problemas más importantes a ser resuelto en el diseño de robots autónomos móviles. El presente trabajo sistematiza un relevamiento del estado del arte sobre planificación de movimientos de sistemas robóticos móviles y describe la implementación de un planificador como propuesta de solución a una instancia particular del problema de planificación de movimientos. El relevamiento incluye la descripción, en orden cronológico, de los métodos más reconocidos y utilizados por la comunidad cientí ca. En el desarrollo del planificador se emplearon enfoques basados en construcción de roadmaps, descomposición aproximada en celdas (descomposición rectangular), muestreo probabilístico de con - guraciones y búsqueda basada en algoritmos de naturaleza estocástica. Particularmente, la propuesta se concentra en la planificación de movimientos para robots móviles -birrodados con control diferencial- que se desempeñan en entornos estáticos bidimensionales a partir de la construcción de un roadmap empleando diagramas de Voronoi, una grilla regular cuya granularidad preserva la relación entre el tamaño del robot, los obstáculos y área total, el muestreo aleatorio de con guraciones pertenecientes al roadmap y algoritmos genéticos para computar caminos óptimos libres de colisiones que cumplen con ciertos atributos de calidad.