Estimativa de parâmetros de qualidade de serviço no acesso a recursos da Internet

Abstract

A qualidade de serviço no acesso a recursos da Internet muitas vezes é comprometida pela distancia entre clientes e servidores. Quando o servidor é popular a situação se agrava ainda mais. A replicação de recursos, seja estática ou dinâmica, torna-se cada vez mais necessária para a solução destes problemas, uma vez que o número de utilizadores da Internet cresce a um ritmo frenético. Tão importante quanto a replicação é a existência de um método de selecção entre servidores que permita informar a um cliente qual servidor tem probabilidade de lhe oferecer um dado recurso em menor tempo. A escolha adequada contribui ainda para distribuir o tráfego na Internet com mais eficiência, beneficiando indirectamente outros utilizadores. A tarefa de selecção não é fácil, porém, porque o estado da rede varia continuamente ao longo do tempo. E como o método de selecção deve basear-se em estimativas feitas anteriormente para cada servidor, é desejável que o processo de obtenção destas estimativas não gere muito tráfego adicional, nem deixe os clientes à espera por muito tempo. Nesta tese é desenvolvido um método de selecção entre servidores baseado na técnica de passive probing. O critério de selecção é a qualidade de serviço esperada de cada servidor, expressa em função do tempo de resposta e da disponibilidade. Com o uso de passive probing, os resultados de conexões anteriores feitas por clientes locais a cada servidor são utilizadas para estimar o tempo de resposta para a próxima conexão, evitando a inserção de tráfego na rede para fazer as medições. O cálculo das estimativas baseia-se principalmente em amostras do tempo de estabelecimento de conexão recolhidas de conexões passadas. O MSS da conexão também é considerado. O método proposto é comparado com outros que apresentam finalidades semelhantes, mostrando um desempenho superior em muitos casos. Os resultados experimentais indicam que o método definido neste trabalho é capaz de reduzir o tempo de resposta médio em mais de 50 %, quando comparado com o método de selecção aleatório. A maior demanda para um método de selecção entre servidores actualmente advém do World-Wide Web. Assim, as medições neste trabalho foram feitas utilizando-se o protocolo HTTP, embora a expansão a outros protocolos seja sempre considerada.

The quality of service on the access of Internet resources is prejudiced many times by the distance between clients and servers. The situation is even worse when the server is popular. The replication of resources, static or dynamic, becomes each time more necessary to solve these problems, because the number of users of Internet is growing very quickly. As important as replication is the presence of a server selection method that informs to a client the server that will probably deliver a given resource in less time. The right choice also contributes to a more efficient distribution of the Internet's traffic, with indirectly benefits to the other users. The server selection task is not easy, though, because the network state varies continually along the time. And as the server selection method should rely on prior estimates made to each server, it's desirable that the measurements necessary to calculate those estimates don't introduce too much traffic on the network, nor let the clients wait for a long time. On this thesis, a server selection method based on the passive probing technique is developed. The selection criterion is the quality of service expected from each server, expressed as a function of the response time and the availability. With passive probing, the results of anterior connections to each server, made by local clients, is used to estimate the response time for the next connection, avoiding the insertion of traffic on the network to make the measurements. The calculation of the estimates is mainly based on samples of the connection establishing time recorded from past connections. The connection's MSS is also considered. The proposed method is compared with others that present similar purposes, showing better performance in many cases. Experimental results suggest that the server selection method defined on this work is able to reduce the average response time in more than 50 %, when compared with the random selection mechanism. The higher demand for a server selection method today comes from the World-Wide Web. So, the measurements on this work were made using the HTTP protocol, even though the expansion to other protocols has been always considered.