Implementação de um Algoritmo de Predição e Gerenciamento de Buffer Compartilhado em Switches Programáveis

• Processo: 25/09024-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 04 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 03 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
• Pesquisador responsável: Fabio Luciano Verdi
• Beneficiário: Mateus de Nuzzi Bragatto
• Supervisor: Stefan Schmid
• Instituição Sede: Centro de Ciências em Gestão e Tecnologia (CCGT). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Campus de Sorocaba. Sorocaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Technical University of Berlin (TU), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 24/18365-0 - Implementação de um Algoritmo de Predição e Gerenciamento de Buffer Compartilhado em Switches Programáveis, BP.MS
• Assunto(s): Aprendizado computacional Redes de computadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: linguagem P4 | machine learning | Redes de Computadores | shared buffer | switches programaveis | tofino | Redes de Computadores

Resumo

O projeto de mestrado intitulado "Implementação de um Algoritmo de Predição e Gerenciamento de Buffer Compartilhado em Switches Programáveis" tem como objetivo investigar a integração de um algoritmo de gerenciamento de buffer compartilhado em switches programáveis, com foco na arquitetura de switches Tofino e no uso da linguagem P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors). A proposta envolve a implementação do algoritmo Credence, que utiliza predições baseadas em técnicas de machine learning para otimizar o gerenciamento de buffers compartilhados nesses dispositivos. O algoritmo Credence, desenvolvido para ser implementado em ambientes simulados e com possibilidade de desenvolvimento em hardware real, busca melhorar a eficiência no tratamento de pacotes de rede ao aplicar técnicas de predição, para simular a execução de um algoritmo conceituado na literatura: o Longest Queue Drop (LQD), que possibilita decisões inteligentes sobre a aceitação ou descarte de pacotes antes de serem enfileirados. Dentre as abordagens exploradas para implementação do mesmo, destacam-se a recirculação de pacotes, o uso de ghost threads e a implementação de filas virtuais (vQueues), que buscam simular e otimizar a ocupação do shared buffer e o desempenho de throughput. A pesquisa está organizada em etapas que incluem a revisão bibliográfica, a implementação das técnicas mencionadas e a avaliação dos resultados por meio de experimentos em hardware Tofino. Adicionalmente, o projeto prevê um estágio de pesquisa no exterior, em colaboração com o grupo de pesquisa Internet Architecture and Management Research Group (INET), na Technische Universität Berlin (TU Berlin), sob a supervisão do Prof. Dr. Stefan Schmid, especialista em redes de computadores e segurança cibernética. (AU)