POLÍTICAS ACTIVAS PARA GESTÃO DE REDES

INDEX..145 Tabela 5.5: Throw thresholds para pacotes AF fora do perfil..151 Tabela 5.6: Tamanho do buffer EF..157 Tabela 5.7: Tamanho do buffer AF..157 Tabela 5.8: Limites usados na largura de banda do corretor de largura.. 160 Tabela 5.9: Taxa de sucesso da política ativa de gerenciamento de linha extra em. PHBs são usados..178 Tabela 5.13: Resultados obtidos com diferentes valores de SLA para atraso..186 Tabela 5.14: Resultados obtidos com diferentes valores de SLA para atraso e.

I NTRODUÇÃO

O P ROBLEMA
E NQUADRAMENTO
O BJECTIVOS E C ONTRIBUIÇÕES
E STRUTURA DA T ESE
N OTAÇÕES U TILIZADAS

A camada de gerenciamento de elementos de rede gerencia cada elemento de rede individualmente. Desenvolvimento de uma arquitetura de gestão que suporte a qualidade de serviço em diferentes níveis de abstração.

T RABALHO R ELACIONADO

I NTRODUÇÃO À G ESTÃO DE R EDES

Exemplos de SMF são funções de relatório de alarme, funções de gerenciamento de log, funções de contabilidade de uso de recursos e funções de sequenciamento de comandos. Um exemplo desse modelo é o Management Information Base (MIB) [RFC 1213][X.700][X.701] dos protocolos de gerenciamento da Internet e OSI (Open Systems Interconnection), que contém informações sobre os objetos gerenciados.

M ODELO F UNCIONAL DE G ESTÃO

Monitorização, Controlo e Planeamento
Áreas Funcionais de Gestão
Funções de Gestão de Sistemas

SMF de Atributos e Objectos de Medida
SMF de Domínios e Políticas de Gestão
SMF de Sequenciamento de Comandos

A função de gerenciamento de atributos e objetos métricos [X.739] descreve um modelo para monitorar o desempenho e o uso de objetos gerenciados. Um domínio é um objeto de suporte que possibilita a definição de um conjunto de objetos interessantes para tarefas de gerenciamento.

M ODELO A RQUITECTURAL DE G ESTÃO

Arquitecturas Centralizadas
Arquitecturas Distribuídas

Uma arquitetura centralizada como essa inclui uma única estação de gerenciamento e uma coleção de agentes locais para cada dispositivo gerenciado. Uma única estação de controle possui um aplicativo de gerenciamento que integra todos os recursos de processamento.

M ODELO DE I NFORMAÇÃO DE G ESTÃO

Existem outros modelos de gestão da informação semelhantes à Internet, mas normalizados por outras entidades, nomeadamente o CIM (Common Information Model) do DMTF (Distributed Management Task Force), e o SMI OSI. A padronização das informações de gerenciamento é particularmente importante para permitir que qualquer aplicativo de gerenciamento use as informações de gerenciamento coletadas dos objetos gerenciados de qualquer provedor.

M ODELO R ELACIONAL DE G ESTÃO

Protocolos de Gestão OSI e Internet
Gestão usando Objectos Distribuídos
Outros Protocolos de Gestão
Segurança
Discussão

O ambiente de processamento distribuído fornecido pela arquitetura CORBA também pode ser usado para aplicativos de gerenciamento de rede e sistema. O Tivoli Management Environment [Orfali 96a][Tivoli] é um exemplo de arquitetura de gerenciamento de sistema comercial baseada na arquitetura CORBA.

Q UALIDADE DE S ERVIÇO

Ele descreve os requisitos de QoS para aplicativos em termos de qualidade de mídia e relacionamentos de mídia. Os requisitos de QoS são expressos em parâmetros de QoS, que especificam valores para características de QoS.

G ESTÃO DE N ÍVEIS DE S ERVIÇO (SLM)

Um contrato de nível de serviço (SLA) é um contrato entre um provedor e um consumidor que identifica: 1) serviços suportados pela rede da empresa; 2) parâmetros de serviço para cada serviço; 3) níveis de serviço; e 4) obrigações de fornecedores e consumidores quando os níveis de serviço não são atendidos. Se a garantia falhar, o prestador de serviços credita ao cliente um valor igual ao custo de acesso por um dia, no máximo uma vez por dia.

P OLÍTICAS DE G ESTÃO

Aplicações das Políticas
Classificação, Hierarquia e Refinamento
Conflitos entre Políticas
Exemplo de Arquitectura de Políticas
Discussão

Os conceitos de políticas de governança são importantes para isso, tema ao qual retornaremos na próxima seção. Um exemplo de arquitetura de política de controle de admissão de link é definido em [RFC 2753], conforme mostrado na Figura 2.21. Apesar dessas limitações, os conceitos de política são de importância crítica para qualquer sistema de governança moderno devido à flexibilidade de reconfiguração que os fundamenta.

L INGUAGENS DE G ESTÃO

Brites 94] propõe uma camada de regras sintáticas básicas sobre uma infraestrutura SNMP, que pode ser estendida com módulos especializados para implementar tipos específicos de aplicativos de gerenciamento. Em [RFC 3231] é definido um cronograma MIB, que permite agendar a atribuição de novos valores às variáveis MIB periodicamente ou em datas e horários especificados. Outros métodos de nível superior para automatizar as operações de gerenciamento geralmente são baseados em técnicas de inteligência artificial, inteligência artificial distribuída, políticas ou papéis.

D ISCUSSÃO E M OTIVAÇÃO PARA A T ESE

Em [RFC 2982] , é definida a expressão MIB, o que possibilita fornecer valores que são computados por expressões de outros elementos MIB. Uma forma considerada suficiente para garantir requisitos de QoS em vários níveis de abstração é recorrer aos conceitos de políticas de gerenciamento apresentados na seção 2.8. Esta tese propõe assim a utilização de políticas de gestão ativas que monitorizem continuamente a rede e atuem em tempo real para garantir a QoS pretendida.

M ODELO DE G ESTÃO

D ESCRIÇÃO G ERAL

É possível monitorar o cumprimento das garantias por meio de parâmetros de gestão da qualidade de serviço (QoS) que fornecem uma medida de como as funções da política ativa são executadas e como os objetivos da gestão são alcançados.

N ÍVEIS DE A BSTRACÇÃO , H IERARQUIA E R EFINAMENTO

Todas as solicitações devem ser formalizadas como contratos de gestão das políticas ativas que as fornecerão. Em níveis mais altos de abstração, o processo de refinamento requer claramente a intuição humana para determinar os requisitos de configuração e o comportamento específico das políticas ativas que agem para garantir os contratos. Uma hierarquia de política ativa é usada para decompor o problema de gerenciamento em vários subproblemas em diferentes níveis de abstração e em diferentes partes da rede.

P OLÍTICAS A CTIVAS

Como otimização para evitar monitoramento intensivo de QoS, as políticas ativas podem enviar notificações sobre determinadas situações (eventos) para outras políticas ativas em qualquer nível de abstração que desejem receber essas notificações. Nos casos mais comuns, uma política ativa apenas envia eventos para outras políticas ativas de seu nível de abstração para cooperar no alcance dos objetivos, ou para o nível de abstração imediatamente superior para relatar uma exceção. Além disso, uma política ativa atua apenas em objetos gerenciados de seu próprio nível de abstração ou em políticas ativas do nível imediatamente inferior.

C ONTRATOS

Durante a operação, as políticas ativas fornecem indicadores do sucesso de sua atividade para seus usuários por meio de parâmetros de gerenciamento de QoS. Dessa forma, os parâmetros de gerenciamento de QoS são importantes para policiar como uma política ativa executa sua tarefa. Esses parâmetros de QoS de gerenciamento podem ser vistos como uma generalização para gerenciamento de rede dos parâmetros gerais de QoS apresentados na seção 2.6.

M ETODOLOGIA

Comparação de Sistemas Periciais
Funcionamento Interno das Políticas Activas
Construção do Comportamento das Políticas Activas
Critérios de Avaliação

Valimaa 95] dá um exemplo de um sistema de geração de parâmetros de QoS usando lógica difusa. Para saber como garantir o valor de um determinado parâmetro de QoS, é importante escolher uma função de mapeamento desse parâmetro de QoS nos parâmetros do sistema que podem ser alterados. A Figura 3.9 ilustra um exemplo de parâmetro de QoS que depende de três parâmetros do sistema.

R EGRAS DE A CTUAÇÃO P REDEFINIDAS

Essas regras são para situações em que o parâmetro de controle precisa ser aumentado ou diminuído para melhorar a QoS. Eles geralmente são combinados com limitadores para manter o parâmetro de controle dentro da faixa de valores válidos. Essas regras são para situações em que o parâmetro de controle tem um valor normal, que pode ser aumentado ou diminuído temporariamente para melhorar a QoS.

A RQUITECTURA DE G ESTÃO

No topo estão as estações de gerenciamento com os principais gerentes que implementam políticas ativas nos níveis mais altos de abstração. Os gerentes intermediários implementam políticas ativas dentro da rede local, onde deve existir o número apropriado de tarefas de gerenciamento e topologia de rede. Por último, existem gestores em ou associados a equipamentos onde são definidas políticas ativas específicas.

B ENEFÍCIOS DAS P OLÍTICAS A CTIVAS

Acredita-se que isso tenha alcançado uma arquitetura flexível que pode se adaptar dinamicamente a diferentes topologias de rede e diferentes necessidades de processamento de tarefas de gerenciamento. Políticas ativas podem ser projetadas para trabalhar com demandas em mudança, fornecendo regras para um espaço de intervenção potencialmente livre. A arquitetura de política ativa proposta é fortemente distribuída, pois as políticas ativas são implantadas perto de dispositivos gerenciados, por delegação.

E STUDO DE UM C ASO - R EDE E MPRESARIAL

C ENÁRIO

A PLICAÇÃO DO M ODELO - A RQUITECTURA

Nível Processo de Negócio
Nível Serviço
Nível Tarefa
Nível Rede e Sub-Rede
Nível Equipamento

Esse modelo simplificado não quantifica a contribuição de cada parâmetro, apenas mostra que a latência média de uma transação de banco de dados é maior quanto maior for a latência da rede ou a carga do banco de dados. Com esse modelo, é possível pensar no que pode ser modificado quando a latência de uma transação do banco de dados é excessiva e a QoS se aproxima de níveis inaceitáveis. A Figura 4.3 ilustra uma das melhorias possíveis, onde a carga do banco de dados depende do número de solicitações do usuário e backups do banco de dados.

S IMULAÇÃO

O Simulador Ptolemy
Topologia Cliente / Servidor
Parâmetros de Simulação
Discussão

Para simular o processo de venda, foi construída a topologia ilustrada na Figura 4.5 tal como aparece no ambiente gráfico do simulador. Outro exemplo é ilustrado na Figura 4.10, que mostra o número médio de acessos por hora ao servidor www.ist.utl.pt. Comparando a Figura 4.9 com a Figura 4.10, pode-se concluir que o tráfego varia muito durante o dia e pouco dependendo do dia.

A PLICAÇÃO DO M ODELO - P OLÍTICAS A CTIVAS

Política Activa de Gestão do Atraso das Vendas
Política Activa de Gestão de Controlo de Acessos
Política Activa de Gestão do Atraso da Aplicação
Política Activa de Gestão do Atraso da Base de Dados
Política Activa de Gestão de Backups
Política Activa de Gestão de Caches

Ele usa a regra de limite, que emite uma notificação de "ameaça" à política de gerenciamento de cache ativa quando 50% do limite imposto nos atrasos médios das solicitações é atingido. Isso é feito por meio da regra de limite, que dá uma notificação de "ameaça" à política de gerenciamento de backup ativa quando 50% do limite imposto ao atraso médio das solicitações é atingido. Se a política de gerenciamento de cache ativo do aplicativo cliente receber uma notificação de "ameaça", o uso do cache será ativado.

R ESULTADOS O BTIDOS

Quando você receber avisos "fora de perigo" de todas as políticas ativas das quais você recebeu anteriormente um aviso "fora de perigo", desative o uso do cache. Quando tiver recebido avisos de "perigo grave" de todas as políticas ativas para as quais você recebeu anteriormente um aviso de "perigo grave", redefina o cache para o tamanho normal. E quando você receber avisos "fora de perigo" de todas as políticas ativas das quais você recebeu anteriormente um aviso "fora de perigo", desative o uso do cache.

A VALIAÇÃO

No entanto, para cargas de ordem superior, torna-se necessário negociar em um nível superior que bloqueie gradativamente o acesso a alguns clientes para evitar a degradação do sistema e garantir o contrato de alto nível. O preço que se deve pagar para que isso seja possível é que o acesso de novos usuários pode ser bloqueado para evitar que o sistema fique em situação de degradação. Ou, em termos de QoS, tentamos melhorar rapidamente a QoS quando sua degradação é detectada e reduzi-la lentamente quando é melhor do que o estritamente necessário, de acordo com o algoritmo genérico de ajuste de parâmetros do sistema descrito acima na Figura 3.10.

C ONCLUSÕES

As situações em que as políticas precisam trocar informações com outras políticas são apenas: situações excepcionais em que os alarmes precisam ser enviados; e situações em que as políticas de nível superior precisam ajustar alguns parâmetros nas políticas de nível inferior, o que é relativamente raro. Assim, para este cenário, bastaria passar informações de gerenciamento pela rede para suspender e reativar o aplicativo que realiza os backups, portanto o tráfego correspondente é muito trivial.

E STUDO DE UM C ASO - F ORNECEDOR DE S ERVIÇO I NTERNET

C ENÁRIO

Introdução ao Problema
Introdução aos Serviços Diferenciados
Discussão

O controle de tráfego é implementado com três componentes: controle de admissão, classificador de pacotes e mecanismo de serviço de pacotes. Garantido [RFC 2212]: visa emular um circuito virtual dedicado, fornecendo restrições estritas (demonstradas matematicamente) sobre atrasos e largura de banda disponíveis. Um classificador de pacotes é um mecanismo usado para selecionar a classe a ser atribuída a um fluxo de tráfego.

A PLICAÇÃO DO M ODELO - A RQUITECTURA

Nível Processo de Negócio
Nível Serviço
Nível Rede e Sub-Rede

Gestão da Admissão de Novas Ligações
Gestão da Largura de Banda de Linhas
Gestão de Falhas de Linhas

Nível Equipamento

Gestão da Largura de Banda por Classe de Tráfego
Gestão do Descarte de Pacotes

Também deve ser notado que a introdução de conceitos de qualidade de serviço não cria largura de banda. Para suportar serviços diferenciados, pretende-se gerir a largura de banda das linhas de saída utilizadas por cada classe de tráfego. Existem vários mecanismos para dividir a largura de banda entre diferentes classes de tráfego [Kilkki 99a].

S IMULAÇÃO

O Network Simulator
Topologia da Rede
Parâmetros de Simulação
Discussão

A Figura 5.13 ilustra como as fontes de tráfego são conectadas à rede principal por meio de um PoP. No entanto, tentamos usar diferentes tipos de fontes de tráfego para aproximar mais a operação de uma rede real. Em termos de largura de banda, essas simplificações podem ser substituídas aumentando ligeiramente a capacidade da rede para acomodar esse tipo de tráfego.

A PLICAÇÃO DO M ODELO - P OLÍTICAS A CTIVAS

Política Activa de Gestão dos Pesos das Classes de
Política Activa de Gestão de Largura de Banda das
Política Activa de Gestão de Admissão de Ligações
Política Activa de Gestão de Linhas Extra
Política Activa de Gestão de SLAs
Política Activa de Gestão do Mapeamento para PHBs

O gráfico à direita na Figura 5.23 ilustra a largura de banda (em bits/segundo) realmente utilizada. Como visto anteriormente, é possível liberar banda mantendo a qualidade do serviço dentro de limites aceitáveis. Conclui-se que esta política ativa permite aumentar o lucro do operador de rede ajustando dinamicamente a largura de banda dos backbones de rede.

F UNCIONAMENTO S IMULTÂNEO DAS V ÁRIAS P OLÍTICAS A CTIVAS