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\title{Proposta de Implementação para Redes de Computadores: revisitar a gerência de rotas entre comutadores de pacotes programáveis}
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\author{Ádler Oliveira Silva Neves}
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\date{}
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\begin{document}
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\maketitle
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% \tableofcontents
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% \begin{abstract}
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% \end{abstract}
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\section{Introdução}
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Redes definidas por software (SDN) permitiram o controle de certas partes da rede que não eram possíveis com \textit{switches} e roteadores tradicionais.
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Filtragem de pacotes, monitoramento, balanceamento de carga e outros foram funções de rede virtualizadas (NFV) mudaram a mesma conforme o tempo passou e novas funções foram sendo adicionadas.
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Ou seja, adicionou um nível de flexibilidade à infraestrutura existente.
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Com a adoção empresarial e a evolução de tal tecnologia, novas possibilidades, aplicações e necessidades surgiram. Uma delas é a definição de redes virtuais entro do \textit{data center} e entre \textit{data centers}.
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Entre ambos os \textit{hosts}, existe uma rede que os conecta, e apenas o ``melhor esforço'' na entrega de pacotes pode não atender ao requisitos de aplicação.
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Isso demanda um novo olhar sobre a gerência dos fluxos rede.
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\section{Problema}
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A forma como o algoritmo de \textit{Spanning Tree} do \textit{Open Shortest Path First} (\textit{OSPF}) estabelece rotas em sua forma padrão é eliminar uniformemente \textit{links} para todos os fluxos com base na quantidade de nós.
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Essa pode não ser a melhor forma de orquestrar uma rede de data center, na qual a largura de banda e a latência dos \textit{links} podem ser diferentes entre cada segmento, suprindo de maneira diferente cada aplicação conforme sua necessidade.
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Um exemplo que pode ser dado é a comunicação entre o \textit{proxy}-reverso e o armazém de binários estáticos grandes duma aplicação, cuja requisição ao armazém obtém um maior proveito de uma latência menor, e a resposta ao \textit{proxy}-reverso, duma banda maior.
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Tais peculiaridades de cada aplicação vem sendo negligenciada com uma abordagem ``\textit{one-size-fits-all}''.
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Distribuir a aplicação ao redor do globo, para aproximar a aplicação do usuário nem sempre é uma solução.
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Alguns artigos do GDPR impõem limites ao que pode ser feito com o dados dos cidadãos dentro e fora do solo europeu.
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O projeto de lei nº4060 de 2012, que dispõe sobre o tratamento e proteção de dados pessoais e pode colocar limitações a como os dados de brasileiros podem ser manuseados caso aprovado.
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Pode ser conveniente manter os dados de brasileiros no Brasil, por fins de segurança jurídica, ainda que tecnicamente possível replicá-los ou movê-los entre \textit{data centers}, ainda que partes desses dados precisem ser deslocados por longas distâncias esporadicamente e processadas remotamente para atender às requisições dos usuários.
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\section{Proposta de solução}
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Para buscar uma solução mais apropriada que a abordagem ``\textit{one-size-fits-all}'' do \textit{spanning tree}, assumindo uma rede composta de \textit{hosts}, \textit{links} e comutadores de pacotes programáveis, propõe-se a possibilidade de atribuir a cada par origem-destino na camada 3 (\textit{IP}) uma característica da rede a ser priorizada na entrega do fluxo, como latência e largura de banda, por exemplo.
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Com essas informações, o controlador do comutador programável poderia descobrir a topologia da rede, a as características de cada \textit{link} da topologia (exceções seriam informadas explicitamente, como uma conexão de fibra ótica com a \textit{internet} de 7 Gbps através de um enlace de 10 Gbps, por exemplo) e manter um monitoramento constante, de forma a descobrir a melhor rota para o fluxo segundo os critérios do designer da aplicação sem o uso de cotas.
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Isso garantiria uma escalabilidade maior mantendo-se o mesmo \textit{hardware} de infraestrutura, sem a necessidade de humanos realizarem tardiamente o ajuste-fino da rede após algum episódio de congestionamento (ou um pico de sobrecarga) da rede.
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Detectada alguma mudança nas características da rede ou nos requisitos da aplicação, as novas rotas seriam calculadas sobre as novas características e aplicadas assim que o processamento for concluído e o circuito integrado do comutador fizer uma operação que resulte numa nova consulta ao controlador.
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Isso resulta, indiretamente, numa sobreposição de redes, na qual cada combinação única de prioridades feita por cada projetista da aplicação é visto pelo algoritmo de caminho mínimo como um grafo com pesos diferentes nas arestas, resultando em diferentes grafos podados até serem reduzidos a diferentes árvores.
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\section{Contribuição com o projeto de pesquisa}
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O projeto de pesquisa seria beneficiado (e, consequentemente, a dissertação) com essa implementação a partir do momento que a \textit{Generic Autonomic Networking Architecture} (\textit{GANA}) pressupõe a existência de redes sobrepostas com a finalidade de controlar as \textit{managed entities} (\textit{ME}s) a partir de \textit{decision elements} (\textit{DE}s) com critérios descobertos automaticamente a partir do tráfego na rede e com conhecimentos advindos do \textit{knowledge plane} (\textit{KP}).
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O \textit{knowledge plane} ainda não foi realizado, mas implementar os \textit{decision elements} consultando dados fornecidos pelos desenvolvedores, como proposto neste documento, vai de encontro ao \textit{GANA} nível 4, que deixa explícito que compete ao \textit{knowledge plane} descobrir e aprender automaticamente com a rede seus objetivos, prioridades e características.
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Como resultado, espera-se obter um código que pode ser reutilizado como prova de conceito de que o \textit{GANA} nível 4 é realizável, uma vez que um candidato a \textit{knowledge plane} esteja implementado e se modifique os \textit{decision elements} para consultar o \textit{knowledge plane}.
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\end{document}
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