Estudio, simulación y análisis del estándar IEEE 802.3az (Energy Efficient Ethernet)

Abstract

En los últimos años las redes de telecomunicaciones se han desarrollado hasta un punto nunca visto anteriormente. Esto conlleva nuevas necesidades en ámbitos que hasta el momento no habían sido considerados como el ahorro de energía y la tolerancia a delays especialmente elevados o variables. Originalmente este trabajo pretendía incluir un estudio mediante simulaciones tanto de los protocolos destinados a mejorar el ahorro de energía como los destinados a solucionar los problemas relativos a las redes susceptibles de tener delays elevados. Los protocolos propuestos para estos dos casos son el IEEE 802.3az, más conocido como Energy Efficient Ethernet para el ahorro de energía y la arquitectura de protocolos Delay/Disruption Tolerant Network (DTN) para las redes que presentan delays elevados. Sin embargo la carencia de simuladores para DTN que cumplieran con las necesidades del trabajo nos ha obligado a centrarnos únicamente en el estudio del estándar IEEE 802.3az. Se ha partido de un trabajo anterior, en el que se analizó el estándar y se realizaron simulaciones preliminares en ns-2. En este trabajo se ha profundizado en el análisis de ciertas características del simulador, se ha estudiado el impacto de EEE sobre los protocolos de capas superiores (principalmente TCP y UDP) en diversos escenarios y se ha evaluado tanto el ahorro obtenido como el delay, jitter y disminución de la velocidad efectiva que provoca. Como conclusiones generales extraídas del trabajo podemos afirmar que EEE cumple con su propósito ya que los efectos negativos son poco significativos e imperceptibles para el usuario para casi todos los escenarios y parámetros simulados, mientras que el ahorro de energía si es importante.

English: In recent years telecommunications networks have been developed to a degree never seen before. This implies need of research in areas that until now had not been considered as energy saving and tolerance to particularly high or variable delays. Originally, this thesis intended to be a simulation-based study of protocols proposed to solve both problems: to improve energy efficiency and for solving problems related to networks susceptible to high delays. The proposed protocols for these two cases are IEEE 802.3az, better known as Energy Efficient Ethernet (EEE) for saving energy, and Delay / Disruption Tolerant Network (DTN) protocol architecture for networks that have high delays. However the lack of appropriate simulators for DTN has forced us to focus only on the study of IEEE 802.3az. We started from a previous study, which analyzed the EEE standard and performed preliminary simulations with ns-2. This work has gone farther in the analysis of certain features of the simulator. We have studied the impact of EEE on the higher layer protocols (mainly TCP and UDP) in various scenarios and evaluated both, the savings obtained and the delay, jitter and the decrease in the effective speed. The general conclusions drawn from the thesis are that EEE fulfills its purpose and that the negative effects are insignificant and imperceptible to the user for almost all simulated scenarios and parameters, but the power saving is still important.