Wi-Flow: uma arquitetura baseada em SDN para o gerenciamento e mobilidade em redes Wi-Fi com suporte à autenticação 802.1x

Abstract

As redes corporativas têm evoluído para um ambiente heterogêneo (rede sem fio e cabeada). Estas redes consideram a autenticação do usuário um elemento primordial para garantir níveis adequados de segurança no acesso aos serviços estratégicos da organização. Nas instituições de ensino e pesquisa, o sistema federado baseado na autenticação 802.1x chamado Eduroam (Education Roaming) permite que estudantes e pesquisadores obtenham conectividade sem fio utilizando as mesmas credenciais de suas instituições em qualquer lugar do mundo com suporte a este sistema. Contudo, a qualidade de serviço (QoS) percebida pelo usuário pode ser degradada quando da necessidade de mudança do ponto de acesso sem fio (handover) devido à mobilidade e necessidade de reautenticação de uma sessão em andamento. Apesar das inúmeras soluções existentes na literatura para o gerenciamento de mobilidade, o suporte à autenticação do usuário no processo de handover é um aspecto negligenciado. Esta dissertação propõe um arcabouço para o gerenciamento integrado de redes cabeadas e sem fio baseado em software de código aberto e de baixo custo. A proposta visa tornar o gerenciamento mais simples e centralizado utilizando o paradigma de redes definidas por software (SDN – Software Defined Networking) através do protocolo OpenFlow (OF). Via interface Web é possível obter informações da rede, gerenciar fluxos e controladores OF, criar slices de rede e aplicar políticas de QoS. No contexto do gerenciamento de mobilidade, a proposta implementa e avalia uma estratégia de cache de autenticação que otimiza a qualidade de experiência (QoE) durante o processo de handover e ambiente com autenticação 802.1x/Eduroam. A avaliação foi realizada num ambiente de experimentação e a proposta obteve como resultados os seguintes ganhos: 15,8% na vazão, 25% no atraso médio e 20,5% no PSNR em relação ao cenário de não utilização da proposta de cache de autenticação. Os resultados obtidos demonstram a aplicabilidade da proposta no gerenciamento mobilidade seguro, bem como sua eficácia no suporte aos requisitos de QoS/QoE para sessões de tráfego de vídeo de usuários móveis.