Existem diversos trabalhos que utilizam os mecanismos semânticos para interpretar e organizar as informações de acordo com cada contexto. Estes mecanismos colaboram para que as redes sejam mais flexíveis, adaptativas e eficientes, permitindo a interação entre humanos e máquinas.
Em geral a linguagem XML de BRAY e.t al. (2000) é a mais utilizada. Por exemplo, OWL é codificada em XML. Por outro lado, esta requer muito processamento de dados que adicionam latência e menor desempenho na solução. No entanto, apesar de incrementar o custo da solução, o consumo de recursos para realizar os processamentos semânticos não é tão significativo, quando se compara a necessidade de convergência de tecnologias e um grande volume de informações da rede a ser beneficiados pelas soluções com mecanismos semânticos. Por isso, há muitos trabalhos na área de redes verdes tais como LIU, P. et al. (2010), ROSSELO-BUSQUET, A. (2011) e GRASSI, M. et al. (2011) que utilizam semânticas inclusive para reduzir o consumo de energia.
Analisando trabalhos que utilizam mecanismos semânticos, a tabela a seguir apresenta comparações de propostas de arquiteturas e frameworks na área de redes de computadores. Estes foram avaliados por meio das seguintes variáveis que foram escolhidas para identificar a heterogeneidade das informações e cenários utilizadas pelas soluções de gerenciamento com semântica, bem como semelhanças e diversidades delas quantos a flexibilidade na extração de informações e ferramentas para gerenciamento:
(a) Proposta – descreve se o trabalho se refere a uma solução específica definida em arquitetura ou uma solução mais genérica descrita por um framework;
47 (b) Cenário – lista as áreas de aplicação da proposta;
(c) Extração de conhecimento – algoritmos que processa dados para gerar conhecimento, por exemplo, máquina de inferência;
(d) Distribuído – identifica as propostas com solução distribuída; (e) Linguagem – descreve a linguagem semântica utilizada;
(f) Editor – descreve as propostas que possuem um editor semântico; e
(g) Regras – apresentam as propostas que utilizam regras para lidar e extrair conhecimento.
Solução Proposta Cenário Extração de
Conhecimento Distribuído Linguagem Editor Regras LIU, P. et al. (2010) Ar qu itetu r a em 4 ca m ad as energia em Reduzir redes de sensores
Não apresentada X N/A N/A N/A
ROSSELO- BUSQUET, A. et al. (2011) Ar qu itetu ra energia em Reduzir residência Jess X OWL DogOnt Protégé SWRL VISWANA THAN, A. et al. (2011) F ra m ew or k Segurança – ataque DDoS e worm Proposta pelo
framework gem lógica Modela- e formal N/A Mode- lagem lógica e formal GRASSI, M. et al. (2011) F ra m ew or k Ambiente de casa inteligente Existe e não
apresentada Extensão OWL semântica do protocolo UpnP N/A Existe e não apre- senta- da SCOTT, J. et al. (2006) Ar qu itetu ra Rede oportunísti ca Existe e não
apresentada X codificada Haggle em OWL
Protégé Existe e não aprese ntada
Tabela 3.4 – Comparação de mecanismo semânticos aplicados na área de redes de computadores
LIU, P. et al. (2010) definiram uma arquitetura específica com 4 camadas para tratar da redução de consumo de energia em redes de sensores de maneira distribuída. Este trabalho
48 apresenta sistemas de redes de sensores com base de informações heterogêneas e demonstra que mecanismos semânticos são importantes para aperfeiçoar o desempenho da rede em termos de mobilidade, distribuição e escalabilidade. Essas otimizações resultam em uma redução do consumo de energia desses sistemas. Apesar deste trabalho não apresentar as técnicas para extração de dados e uso dos mecanismos de edição, regras e linguagens semânticas, LIU, P. et al. (2010) destacam a importância da padronização de informações para redes de sensores a fim de permitirem a reutilização de soluções. Segundo estes autores, os mecanismos semânticos devem ser utilizados para evitar os seguintes procedimentos que resultam no desperdício de energia:
Retransmissão de informações; Falta de agregação e fusão de dados;
Pré-processamento inadequado antes das transmissões dos dados;
Mais dispositivos realizando processamento de comandos de baixo nível (com detalhes técnicos), porque não se executou uma adequada interpretação de comandos de alto nível (sem utilizar informações técnicos referente a tecnologias específicas);
Processamentos do grande volume de dados desnecessários; e Falta de balanceamento de carga.
ROSSELÓ-BUSQUET, A. et al. (2011) também apresentam uma arquitetura utilizando semântica para controlar e reduzir o consumo de energia. O foco deles é a aplicação da arquitetura distribuída para gerenciar dispositivos que constituem uma rede dentro de uma residência. Para isso, eles utilizam SWRL para descrever regras que são utilizadas para extrair conhecimento da modelagem de informação definida em DogOnt (codificado em OWL). Nesta arquitetura, o Jess juntamente com DogOnt e as regras são utilizados como mecanismo para extração de informações a serem usadas pelo administrador que é capaz de tomar decisões para reduzir o consumo de energia na residência.
VISWANATHAN, A. et al. (2011) demonstram que as ferramentas utilizadas para avaliação de tráfego utilizam apenas informações de baixo nível (informações técnicas tais como IP, porta e MAC) que dificultam a análise dos dados referentes a comportamentos e outras características importantes para realizar o controle da segurança de redes. Por isso, eles definem um framework centralizado, com modelagem de informação formal, sem definir a linguagem utilizada para codificar a semântica, bem como não descrevem o algoritmo para
49 extração de conhecimento. Esta solução foi definida para ser aplicada em cenários de ataques de DDoS e de disseminação de worm.
GRASSI, M. et al. (2011), semelhante a ROSSELLÓ-BUSQUET, A. et al. (2011), definem uma solução a ser aplicada em uma rede residencial a fim de permitir o controle do consumo de energia utilizando uma modelagem de informação codificada em OWL. No entanto, as soluções se diferenciam pela primeira oferecer uma solução centralizada, não utilizando um editor e regras. Também não especificam o mecanismo para extração do conhecimento porque este trabalho é um framework e possivelmente estes são pontos flexíveis.
SCOTT, J. et al. (2006) propõem uma arquitetura distribuída para auxiliar o encaminhamento de dados em uma rede oportunística em que as conexões são intermitentes, sendo de extrema importância a manipulação de informações para selecionar caminhos e prever conexões entre dispositivos. Entre os mecanismos semânticos utilizados, apresentam uma proposta de ontologia denominada de Haggle, codificada em OWL e utilizada no editor Protégé, mas não definem o mecanismo utilizado para extrair conhecimento, nem especificam que utilizam regras em algum formato para manipular Haggle.
Portanto, pode-se observar a grande utilidade do uso de mecanismos semânticos para o gerenciamento de diversos cenários de redes o que inclui cenários para reduzir o consumo de energia. No entanto, pode-se observar que os frameworks não deixam claro quais são os pontos flexíveis para suportar o acoplamento e integração de novas soluções, principalmente em termos de mecanismos para extração de informações. Muitos utilizam o mecanismo manual para inserir as informações a partir de editores semânticos, mas que poderiam ser automatizados pelos algoritmos para extração de conhecimento que serão apresentados na próxima seção.
3.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este capítulo demonstra que, apesar do gerenciamento tradicional das redes envolverem políticas para auxiliar os administradores, ainda existe a necessidade de uma maior automatização, flexibilidade e inteligência na administração do ambiente pela manipulação das informações e aproveitamentos dos elementos programáveis.
50 Os cenários do Capítulo 2 requerem a flexibilidade, adaptabilidade e extensibilidade para que de maneira rápida e fácil seja possível adicionar novos serviço, alterar o algoritmo utilizado para reduzir o consumo de energia ou balancear a rede. No entanto, isto não pode ser realizado em redes de primeira geração, sendo necessário descartar o hardware e software que estão fortemente acoplados e instalar um novo equipamento com as novas funcionalidades necessárias.
Em redes de segunda geração, é possível modificar a camada programável. No entanto, é necessário alterar a aplicação que está com as informações estão fortemente acopladas a solução. Por isso, apresenta baixa reusabilidade. Na segunda geração, a aplicação, quando alterada, precisa ser recompilada.
Por isso, já se pode observar uma tendência das redes se tornarem cada dia mais inteligentes devido a um maior processamento de informação, extração de conhecimento e modelagem semântica. Isto permitirá que a rede seja mais dinâmica, cooperativa e heterogênea.
Dessa forma, um framework para gerenciamento de redes deve possuir mecanismos semânticos para desacoplar informações entre comandos técnicos e o processo de decisão no gerenciamento de redes. Por isso, o próximo capítulo apresentará detalhes da proposta de
framework que permita a integração e desenvolvimento de soluções envolvendo elementos programáveis e mecanismos semânticos, o que inclui ontologia e mecanismos para extração de conhecimento.
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