Redes Híbridas: Soluções e Perspectivas

Redes Híbridas: Soluções e Perspectivas

Workshop Futuro da Internet

Ciclo de Eventos 2009

CPqD

José Ferreira de Rezende

Por que as redes devem evoluir?



algumas aplicações científicas exigem:



garantias de tempo-real: vídeos de muita alta definição,

visualização por múltiplos telescópios (e-VLBI)



altíssimas capacidades por curtos períodos de tempo:

aplicações de computação distribuída em grade



transferência de grandes quantidades de dados:

instrumentos remotos (p.ex. LHC)



como as redes do futuro podem suportar essa

Como devem ser as redes do futuro?



aumento da capacidade



enlaces ópticos



garantias de QoS



isolamento



caminhos dedicados: circuitos

Alternativas Possíveis



circuitos estáticos (pré-estabelecidos)



circuitos em full-mesh (super provisionamento)

simples e rápido mas não-escalável



provisionamento dinâmico de circuitos



via sinalização (plano de controle) ou gerenciamento

complexo e lento porém com maior potencial de

escalabilidade



e as demais aplicações?

Redes Híbridas: Definição

Provisionamento Dinâmico de Circuitos Comutados

N1 (ópticos) ou N2 (VLANs) =

lightpaths

+

Comutação de Pacotes IP (N3)

compartilhamento (sem garantia de QoS)

múltiplos lightpaths (isolamento e garantia de QoS)

Provisionamento Dinâmico de Circuitos

procedimento automatizado

abordagens

plano de controle ou

plano de gerenciamento

ambos

proprietárias/customizadas

iniciativas/soluções



Internet 2 (DCN SW Suite: Dragon/IDC)



Canarie (UCLP/Argia)

DRAGON (Dynamic Resource Allocation

via GMPLS Optical Networks)

DRAGON: Componentes



NARB (Network Aware Resource Broker)

 um por sistema autônomo

 troca informações com outras instâncias NARB de outros domínios  roteamento inter-domínio



VLSR (Virtual Label Switch Router)

 permite a reconfiguração dinâmica de equipamentos sem suporte a GMPLS  traduz padrões do GMPLS para protocolos específicos de dispositivos (p.ex.

SNMP)



ASTB (Application Specific Topology Builder)

 permite formalizar as definições do serviço de rede e simplificar a descrição de

topologias de rede complexas

 topologias são configurações de múltiplas LSPs específicas do usuário



CSA (Client System Agent)

VLSR



responsável por alocar recursos ao longo de uma rede com

heterogeneidade de tecnologias e fabricantes.



combinação de um PC executando software do plano de

controle GMPLS e o comutador sendo gerenciado.



plano de controle inclui OSPF-TE e RSVP-TE



usado no controle de comutadores Ethernet via plano de

controle GMPLS

Exemplo do VLSR em uma rede GMPLS

Exemplo de Topologia com 2 VLSRs

Redes Heterogêneas:

Circuitos E2E Complexos

End System AS 1 AS 2 _{AS 3} VLSR Ethernet Segment VLSR Established VLAN Ethernet over WDM Ethernet over SONET _End System Ethernet Segment VLSR Established VLAN VLSR Router MPLS LSP IP Control Plane IP Control Plane IP Control Plane Ethernet Router Lambda Switch SONET Switch

Circuitos Inter-Domínio



IDC (InterDomain Controller) Protocol (IDCP)

UCLP



permite o estabelecimento de circuitos, inter ou intra-domínios,

através de várias redes utilizando



a tecnologia WebServices

 permite que uma aplicação servidora disponibilize seus serviços aos clientes,

independentemente da plataforma e/ou linguagem de programação empregados.



e o BPEL (Business Process Execution Language)

 workflow para a integração de vários WebServices em um fluxo de processo único



interage com elementos de rede através do protocolo de

gerenciamento TL1 (

Transaction Language 1

)



usado pelos fabricantes Cisco e Nortel (participantes do projeto)



duas versões de software:



UCLPv1: conexão fim-a-fim intra-domínios



UCLPv2: melhor interoperabilidade (padronização dos componentes

UCLP: Arquitetura

 Camada Física

 switches, portas e enlaces

 controlados via interface TL1

 Camada de Gerenciamento de Recursos

 bases de dados e diretórios

 ROs (Resource Objects=portas físicas)

 LPOs (Light Path Objects=conexão entre ROs)

 Camada de Provisionamento de Serviços

 interfaces para o gerenciamento de circuitos

 exemplos:

 gerenciamento de configuração: ROs e LPOs  gerenciamento de acesso aos ROs e LPOs

 serviços disponibilizados via métodos SOAP

 Camada de Acesso do Usuário

Elemento de Rede Slot 1 Port 1 GbE Owner = admin rsID=001 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 1-24 Owner = admin rsID=003 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 25-48 Owner = admin rsID=004 Slot 1 Port 2 GbE Owner = admin rsID=002 Web Service de Recurso de Equipamento de Comutação

Particionamento de Elementos de Rede



permite que os elementos de rede sejam particionados

em múltiplos recursos, os quais terão suas capacidades

disponibilizadas através de interfaces Web Services

Fibra Ótica Recurso Lógico rsID = 001

type = interface Owner = adminEndpoint1 = … rsID = 002 type = lightpath Owner = admin Endpoint1 = … Endpoint2 = … bon d qu er y Slot 1 Port 1 GbE Owner = admin rsID=001 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 1-24 Owner = admin rsID=003 Slot 1 Port 2 GbE Owner = admin rsID=002 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 25-48 Owner = admin rsID=004 Slot 1 Port 1 GbE Owner = admin rsID=001 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 1-24 Owner = admin rsID=003 Slot 1 Port 2 GbE Owner = admin rsID=002 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 25-48 Owner = admin rsID=004

Abstração de Recursos



permite criar recursos lógicos (abstração dos recursos

Fibra Ótica Recurso Lógico rsID = 001 type = interface Owner = admin Endpoint1 = … rsID = 002 type = lightpath Owner = admin Endpoint1 = … Endpoint2 = … bon d Slot 1 Port 1 GbE Owner = admin rsID=001 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 1-24 Owner = admin rsID=003 Slot 1 Port 2 GbE Owner = admin rsID=002 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 25-48 Owner = admin rsID=004 Slot 1 Port 1 GbE Owner = admin rsID=001 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 1-24 Owner = admin rsID=003 Slot 1 Port 2 GbE Owner = admin rsID=002 Slot 2 Port 1 OC192, Ch 25-48 Owner = admin rsID=004 User A Web Service de Lista de Recursos Owner = userA Resource 001 Resource 002 pu bli sh harv est

Atribuição de Recursos

Instanciação de Topologias



permite criar, configurar e excluir topologias de rede através da

utilização de recursos lógicos



permite a criação simultânea de várias redes específicas de aplicações

Arcabouço IaaS



IaaS: Infrastructure as a Service



permite o compartilhamento de dispositivos através da Internet

consiste em criar e representar dispositivos através de software,

provendo a interação entre eles e criando uma infra-estrutura

compartilhada



provê o conceito de virtualização de dispositivos físicos ou substratos



provê ferramentas e bibliotecas para gerenciar persistência e

comunicação de dispositivos e para criar aplicações Web,

WebServices ou middlewares de interface com tais dispositivos



desenvolvido usando tecnologias de código aberto

Módulos do IaaS



engine:

provê a interação com

diferentes dispositivos



persistence

: fornece soluções DAO

para acesso às informações

persistentes relativas aos recursos



resources

: une informações dos

módulos

engine

e

persistence



capabilities:

disponibiliza serviços

que podem ser usados remotamente



presentation:

provê diferentes

interfaces remotas de acesso aos

serviços e recursos



tools:

implementam serviços

IaaS: Uso da Plataforma

 WSRF - Web Services Resource Framework  WSDM - Web Services Distributed Management  MVC – Model View Controller

AutoBAHN



camada de negócios que coordena o provisionamento inter-domínio,

complementando com algumas funcionalidades:

 AAI (Authentication & Autorization Infrastructure), roteamento e monitoramento

inter-domínio, e outras

 não tem como função substituir os planos de controle das redes existentes



composto basicamente de 3 módulos: 

 Inter-Domain Manager (IDM): responsável pelas operações entre domínios e pela

reserva de circuitos em nome de um domínio. Inclui a negociação e o

escalonamento dos recursos, e avisos sobre a topologia entre os domínios.

 Domain Manager (DM): responsável pela utilização dos recursos intra-domínio,

servindo como ponte entre o IDM e os recursos da rede. Éle calcula as rotas dentro do domínio, aloca os recursos e realiza outras operações utilizadas para fornecer os serviços necessários. Para realizar a alocação de recursos,

monitoramento e outras funcionalidades do plano de controle, ele deve ser

construído de acordo com a rede de transporte de cada domínio. Ele pode utilizar um NMS ou outra ferramenta de gerência existente para realizar essas tarefas.

 Local Network Management System (NMS): não faz parte do projeto desenvolver

um NMS, mas sim configurá-lo corretamente para que possa ser utilizado pelo DM

ROTAS

Redes Ópticas orienTAdas a Serviço

www.gta.ufrj.br/rotas

Projeto FuturaRNP

Objetivos do Projeto



gerais



estudar a solução proposta pela iniciativa UCLP, e

possivelmente da sua versão comercial Argia.



avaliar a viabilidade de implantação, as vantagens e as

desvantagens dessa solução para a futura arquitetura de

rede da RNP



específicos



montar um protótipo para a avaliação da solução

TIAMHAT

TecnologIas de Aprovisionamento

dinâMico de conexões para Redes

HíbridAs

Coordenador: Anilton Salles Garcia

Objetivos do Projeto



investigar as soluções DRAGON e AutoBAHN para o

plano de controle GMPLS em redes híbridas



realizar uma análise comparativa entre as duas

iniciativas



criar um

testbed

para a avaliação das soluções



propor adequações às soluções analisadas para o

Perspectivas: Middleware de Rede

Rede Dinâmica

Federação/

Confiança

Monitoramento

Bulk

Transport

2-Way

Interactive

Video

API

others….

Middleware de Rede (Phoebus/Lambda Station/ Terapaths)

Infra

structu

ra

d

e R

ede

...

Classes de

Aplicações

GT Travel

Transporte em Alta Velocidade

www.gta.ufrj.br/gt-travel

Coordenador: José F. de Rezende

Objetivos do GT



gerais



atender a demanda por altas taxas de transmissão

aumentar a utilização de enlaces de alta velocidade



específicos



fornecer um serviço de transferência confiável de dados

em alta velocidade aos usuários de aplicações científicas



tornar o uso desse serviço o mais transparente possível

Solução Adotada



quebra da semântica fim-a-fim do TCP



conexões TCP em pipeline com armazenamento intermediário nos PoPs

idéia originalmente proposta pelo projeto LSL/Phoebus (Internet 2)

Conclusões



o provisionamento dinâmico de circuitos parece uma boa

estratégia para o atendimento das demandas das aplicações

científicas



evolução natural para as redes nacionais de educação e pesquisa

(NRENs) do futuro



a rede DCN da Internet 2 criou 2322 circuitos nos quatro primeiros

meses de 2008 (330 num único dia)



como os clientes podem participar do provisionamento dinâmico?



novos middlewares podem tornar isso transparente



no entanto, a criação dinâmica de circuitos fim-a-fim exige que as

redes de acesso e metropolitanas sejam capazes de fazê-lo



solução: a criação dinâmica de circuitos N1 e N2 apenas no núcleo da

rede, deixando o roteamento (N3) para as bordas



nesse caso, os roteadores de borda ficam responsáveis pelo