Combinando controle central e mecanismos locais para melhorar balanceamento de carga em redes WAN

Abstract

Técnicas tradicionais de balanceamento de carga são configuradas para um comportamento esperado, baseado em informações disponíveis. Se a demanda é previsível, rotas ótimas podem ser calculadas para minimizar a utilização da rede. Entretanto, variações abruptas no tráfego podem fazê-lo sair do comportamento esperado e causar congestionamento e perdas de pacotes. Recentemente, algumas abordagens buscam reagir dinamicamente a variações no tráfego utilizando controle logicamente centralizado ou logicamente distribuído. Porém as propostas atuais dependem de baixa latência ou características específicas. Por isso, sua aplicabilidade torna-se limitada em redes com grande amplitude geográfica, como asWANs. Neste trabalho, propomos uma estratégia híbrida, parte proativa, parte reativa. A estratégia alia pré-configuração via controlador e reação local, com o objetivo de otimizar o comportamento global e minimizar a latência de reação. Comparamos a proposta com o método tradicional ECMP e encaminhamento sem balanceamento. As avaliações demonstram resultados promissores, com uma redução de até 40% nos tempos médios de término dos fluxos em relação ao ECMP.

Traditional load balancing is configured for expected demands with the aid of available data. When the demand is predictable, one can obtain optimal routes that minimize network utilization. However, unpredictable traffic shifts may lead to unexpected behavior, which, in turn, can cause congestion and packet loss. Recent work attempts to react dynamically to traffic shifts by using either logically centralized or logically distributed control. Unfortunately, current proposals depend on low latency or specific conditions. Therefore, they do not scale in large, geographically dispersed networks, such as WANs. In this work, we propose a hybrid approach which is part proactive and part reactive. It combines a central controller-based preconfiguration and device-based local reaction to optimize network-wide behavior and minimize reaction time. We compare our proposal to the traditional ECMP and routing without load balancing. Evaluations show promising results, with a reduction of up to 40% in average flow completion time when compared to ECMP.