Ferramenta de aferição periódica e automatizada de métricas da qualidade de serviço da conexão residencial à internet
| dc.contributor.advisor | Mestre Everthon Valadão | |
| dc.contributor.author | Vale, Thomas do | |
| dc.date.accessioned | 2023-07-12T16:11:46Z | |
| dc.date.available | 2023-07-12T16:11:46Z | |
| dc.date.issued | 2023-06-27 | |
| dc.description.abstract | A Anatel regulamenta a Qualidade de Serviço (QoS) mínima que os Provedores de Acesso à Internet (ISPs) devem manter. Todavia, nos meios populares de aferição como o site Speedtest.net, há uma possível interferência nos resultados do teste ao se aferir contra um servidor hospedado na própria infraestrutura do ISP. A aferição realizada dessa maneira não captura a qualidade do acesso à internet pública, contratada pelo cliente, mas sim a qualidade do acesso à rede interna privada do ISP. Além disso, as ferramentas de aferição convencionais não são periódicas, limitando a avaliação da rede a um instante específico (sem informar a qualidade média da conexão), e possuindo fragilidades inerentes ao modelo cliente-servidor. Como solução para tal problema, neste trabalho foi desenvolvida uma ferramenta par-a-par (P2P) chamada Peertest para aferição periódica das métricas de qualidade do serviço prestado pelo ISP. A rede DHT do BitTorrent foi utilizada como ponto de encontro dos pares da Peertest e o STUN seguido da técnica UDP Hole Punching visou o alcance da conectividade fim-a-fim entre eles, mesmo que estivessem atrás de NATs, possibilitando as aferições entre os pares. A ferramenta desenvolvida foi capaz de aferir de forma mais realista as métricas de latência e perda de pacotes, registrando um ritmo circadiano e com valores mais heterogêneos que a popular ferramenta Speedtest.net. O protótipo foi validado em ambiente operacional relevante (par em residência and par na Amazon AWS). Já em relação às velocidades de download e upload, nos testes de campo tais aferições da ferramenta Peertest ficaram limitadas a um platô, afetada por alguma limitação específica no ambiente do experimento, devido a provável traffic shaping aplicado por alguns ISPs. Além da ferramenta desenvolvida, foi documentado o uso das técnicas de Tradução de Protocolo de Transporte e do UDP Hole Punch, bem como diversas particularidades encontradas em ISPs para se viabilizar conexão fim-a-fim. Também é apresentado um algoritmo de seleção de par que pode subsidiar soluções semelhantes e derivativas. A ferramenta pode ser obtida e utilizada diretamente via uma imagem de contêiner Docker. Já o código-fonte da ferramenta, bem como os resultados do experimento, estão disponibilizadas no GitHub. | |
| dc.description.abstract1 | In Brazil, the Anatel Agency specifies the minimum Quality of Service (QoS) that internet service providers (ISPs) should maintain. Although there may be potential interferences in internet quality measurements on popular tools such as Speedtest.net, when the user tests against a Speedtest server hosted within the ISP infrastructure, they are actually evaluating the quality of access to their intranet, rather than the actual quality of internet access they are paying for. Furthermore, conventional benchmarking tools are not periodic, limiting the network assessment to a specific instant (without capturing the average connection quality), and it also has the limitations of the client-server model. As a solution to this problem, in this work a peer-to-peer (P2P) measurement tool named Peertest has been developed for periodic measuring of metrics related to the quality of service maintained by the ISP in a typical residential internet access connection. The BitTorrent DHT network was leveraged as a rendezvous point for Peertest peers and STUN followed by the UDP Hole Punch technique aimed to achieve end-to-end connection between them, even if they were behind NATs, so they could measure one against the other. The developed tool was able to measure latency and packet loss metrics in a more realistic manner, reporting a circadian rhythm and more heterogeneous values in comparison with Speedtest.net tests. The prototype was validated in a relevant operating environment (peer at home and peer on Amazon AWS). In the field tests, the download and upload speeds were limited due to some specific limitations in the experiment environment. This was likely due to traffic shaping applied by some ISPs. In addition to the developed tool, the utilization of Transport Protocol Translation and UDP Hole Punch techniques was documented, along with several peculiarities observed in ISPs in order to achieve end-to-end connection. Furthermore, a pair selection algorithm that is capable of accommodating both similar and derivative solutions is also presented. The tool can be obtained directly via a Docker container image. The tool’s source code and the results of the experiment are available on GitHub. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.14387/1066 | |
| dc.language.iso | Português | |
| dc.publisher.campi | Formiga | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.institution | Instituto Federal de Minas Gerais | |
| dc.publisher.program | Bacharelado em Ciência da Computração | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.subject.keyword | Internet | |
| dc.subject.keyword | QoS | |
| dc.subject.keyword | Medições | |
| dc.subject.keyword | par-a-par | |
| dc.subject.keyword | DHT | |
| dc.title | Ferramenta de aferição periódica e automatizada de métricas da qualidade de serviço da conexão residencial à internet | |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso |