Projeto ED-ReMAV Curitiba
Elias P. Duarte Jr.
Depto. Informática - UFPR
CEFET-PR PUC-PR CITS
WRA-RNP - Rio 09/2002
Roteiro


Evolução da Rede
Projetos em andamento:

A Ferramenta ED
Laboratório de Telemedição
Garantia de QoS em TCP/IP

TourGuide



Uma Ferramenta Distribuída para Cáclculo
de Conectividade de Redes de Topologia
Arbitrária
REMAV-Curitiba
Topologia instalada
dez/99
IBM 8265 - CITS
IBM 8265 - TECPAR
SMF 155 Mbps
IBM 8265 - PUC
SMF 155 Mbps
IBM 8265 - UFPR
25Mbps
PC
PC
PC
INTERNET
IBM 8265 - CEFET
155 Mbps
SMF 155 Mbps
IBM 8260 - POP-PR
SMF 155 Mbps
Desktop
Video-Conf
RISC F40 - UFPR
Laboratório REMAV
Laboratórios de Redes Avan₤adas Curitiba: Gigabit Ethernet (em implanta₤₧o)
CITS
L3
RNP/POP
L3
PUC/PPGIA
CEFET/CPGEI
L3
UFPR/DInf
Legenda
Gb LX
Gb CX
Fast Ether
Capacidades presentes nos Swithes Gigabit
(Redes Avancadas/Curitiba)
Switch Fabric: 16Gbps
 Packet Forwarding Rate:
12MPPS Layer 3 IP forwarding
 Routing Protocols: RIP-1 & RIP-2
 IEEE 802.1p Priority Queues (4 queues)
 Multicast Support
IGMPv2, DVMRP, PIM-Dense Mode
 VLAN Support
Port Based VLAN and 802.1q tagging

ED & Telemedição
Prof. Keiko V. O. Fonseca
Prof. Alexandre Pohl
CEFET-PR
A ferramenta ED (1)


Objetivo:
Auxiliar a comunicação aluno-professor
via Web
Serviços oferecidos:



Servidor de Vídeo;
Correio de Vídeo;
Vídeo-Conferência;
A ferramenta ED (2)

Serviços Oferecidos (continuação):





Listas de discussão (interface para criação
de listas pelo professor);
Web Mail;
Transferência de arquivos (servidor FTP);
Ferramenta de busca no site
Telemedição
A ferramenta ED (3)

Em desenvolvimento desde 1999
Responsável: Prof. Eduardo Nisenbaum


Bolsas DTI (gerência, operação,
desenvolvimento de SFW)
Bolsas ITI (operação, suporte e
desenvolvimento)
A ferramenta ED (4)

A partir do término das bolsas ReMAV



Bolsista IC (PIBIC)
Estagiário de graduação em Eng. (CEFETPR)
Especificações/Documentação geradas:



Vídeo Mail (1999)
Servidor de Vídeo (2000)
Laboratório de Telemedição (2001)
A ferramenta ED (5)

Dissertações de Mestrado defendidas

Metodologia para dimensionamento de
servidor de vídeo em função do
desempenho desejado (julho de 2002)



Orientador: Prof. Eduardo Nisenbaum
Co-orientadora: Prof. Keiko Fonseca
Especificação de um laboratório de
telemedição (dezembro de 2001)

Orientadora: Prof. Keiko Fonseca
A ferramenta ED (6)



Em testes desde 2000
http://www2.cefet.remav.arauc.br/
Prof. Eduardo Nisenbaum em licença
médica desde maio de 2002
Substituído temporariamente pela Prof.
Keiko Fonseca
ED-ReMAV: Telemedição
Motivação:
 Equipamentos de alto custo disponíveis no
CITS sem estrutura adequada para o seu uso
 Necessidade de uso dos mesmos
 Estrutura de rede ociosa e desatualizada
 Testbed para os projetos ED e de Garantia de
QoS em redes TCP/IP
Telemedição

A partir dos resultados de projeto de
pesquisa do CEFET-PR (Laboratório de
Telemedição):




Aplicação do método estabelecido para
diversos equipamentos de medição
Adaptação para interface GPIB
Geração dos módulos de acessibilidade/
treinamento para os equipamentos
Prof. Keiko e prof. Pohl
O Laboratório no CITS




Equipamentos de testes de sistemas de
TV a cabo, Geradores de Sinais de TV
Micros de trabalho e conexão com a rede
e equipamentos
Treinamento e medição à distância
Valor total do laboratório:


Equip. acessíveis pelo projeto ~R$ 350 mil
Equip. não interligados ~R$ 1200 mil
O Laboratório no CITS






Montagem da estrutura física do
laboratório
Calibração e Testes dos equipamentos
Operação (standalone) desde julho de
2002
Aguardando a chegada de placas GPIB
e equip. de rede para interligação
1 funcionário CITS para operação e
manutenção
Prof. Alexandre Pohl
Garantia de QoS (CEFET-PR)

Objetivo:
Oferecer garantia de qualidade aos
serviços disponibilizados pelo ED

Tópicos de Pesquisa:



Middleware
Serviços Diferenciados
Prof. Keiko Fonseca
Garantia de QoS (CEFET-PR)

Dissertação de mestrado defendida:


Controle da taxa de transmissão de aplicações em
redes IP com o algoritmo SRTCM (maio 2002)
Dissertações em andamento

Middleware (defesa prevista para mestrado em
2003)


DiffServ



Controle de Requisições/Banda e Escalonamento
Escalonamento e Agregação de Tráfego (Doutorado 2006)
SLA (mestrado 2004)
MPLS e Engenharia de Tráfego (mestrado 2003)
Garantia de QoS (CEFET-PR)

Artigos aceitos na 8th IEEE
International Conference on
Communication Systems 2002 –
Cingapura (novembro)


Bandwidth Fairness of a single rate Three
Color Marker algorithm implementation
Modelling weight round robin packet
scheduler with petri nets
TourGuide & QoS
Prof. Luiz A. P. Lima Jr.
Roberto Cesar Betini
PUC-PR
A Aplicação
TourGuide é uma aplicação distribuída que
permite com que um guia ou tutor conduza
um grupo de participantes em um roteiro préestabelecido de conteúdos, permitindo,
concomitantemente, a troca instantânea de
informações multimídia entre membros do
grupo favorecendo assim interação e
colaboração entre os participantes.
O TourGuide

Modelo:


“Quadro-branco” compartilhado.
Componentes afixáveis:


Texto, imagens, som, vídeo, aplicações.
OpenDoc: documento composto a partir de
componentes distribuídos suportados por
aplicações distribuídas.
O TourGuide

Infra-estrutura:

Plataforma distribuída aberta: CORBA +
Web Services (ORBIX E2A™).

ORBIX E2A adquirido da IONA Technologies:




CORBA + Serviços (Segurança, notificação, etc.);
J2EE;
Serviços Web
Ambiente: Windows/Linux.
Arquitetura
Quadro-branco
serviço2
serviço3
Registro e gerenciamento
dos Serviços
serviço1
painel1
painel2
painel3
Federação
Fábrica
de painéis
Painel de
controle
Adm.
Quadro-branco
Arquitetura

Serviços:


Painéis:


Aplicações afixáveis.
Interface dos serviços.
Federação:

Interface para interação com os demais
quadros-brancos.
QoS


Tendo em vista os switches de nível 3, gigabit ethernet que
interligam UFPr, PUC-PR e CEFET-PR:
O projeto visa os seguintes objetivos:





Estudar a implementação de algoritmos de roteamento com QoS
na rede.
Analisar os efeitos de garantia de QoS na rede com vários níveis de
tráfego.
Definir políticas e interfaces que atendam QoS de acordo com a
aplicação;
Definir níveis de serviço para o TourGuide
O nível de QoS exigido deverá estar diretamente ligado ao tipo
de serviço oferecido.
Tarefas Realizadas




Instalação do ORBIX E2A.
Estudo da plataforma e desenvolvimento de
experimentos.
Desenvolvimento de aplicação para estimativa de
retardo médio e jitter na rede.
Projeto da arquitetura do TourGuide
Tarefas Futuras

Definição e implementação de
múltiplos serviços acoplados ao
TourGuide

Experimentos com roteamento/QoS
Cálculo Distribuído de
Conectividade
Elias P. Duarte Jr.
Wagner M. Zola
UFPR
Conectividade em Redes
de Topologia Arbitrária



Diagnóstico de redes representáveis por
grafos completos X Diagnóstico de redes
topologia arbitrária
Consequências
 a rede pode se tornar particionada
 ambigüidade de diagnóstico
Cálculo da Conectividade
O Algoritmo DNC
Distributed Network Connectivity




Fases:
 teste dos enlaces locais
 disseminação de informação sobre novos eventos
 cálculo local da conectividade
Asserção: os testadores são perfeitos (modelo PMC)
Estado dos nodos: sem-falha ou inatingível
Estado dos enlaces: sem-falha ou não-respondendo
O Algoritmo DNC
Fase de Testes



Um testador por enlace por intervalo de testes
(token-based testing)
Cada nodo mantém a topologia completa do sistema
(tabela com todos os enlaces do sistema)
Cada nodo mantém um timestamp (contador de
eventos, inicialmente zero) para cada enlace da
topologia
O Algoritmo DNC
Fase de Disseminação

A mensagem de diagnóstico contém a identificação
dos nodos testador e testado e o timestamp do
enlace
enlace
nodo testador
nodo testado
timestamp associado
O Algoritmo DNC
Fase de Disseminação





Árvore distribuída de disseminação, de busca em largura, a cada
novo evento detectado
A raiz da árvore é o nodo que detectou o evento
Nodos que recebem informação a propagam a seus nodos filhos
na árvore (mensagens de confirmação)
Duas disseminações por evento em enlace (ambigüidade de
falhas)
Cálculo local da conectividade
Uma Topologia Exemplo
A
1
2
1
2
4
3
3
5
4
5
7
6
B
3
6
7
4
1
6
5
7
2
Resultados Experimentais
Simulação
Topologias
D1,2 – 9 nodos
 Hipercubos – 16, 64 e 128 nodos
 Grafo Randômico – 50 nodos
 Subconjunto da RNP – 28 nodos

Comparação com abordagens paralela e seqüencial
( “Inundação” e “Agente Chinês” )
Linguagem de simulação de eventos discretos
SiMulation Programming Language – SMPL
Resultados Experimentais
Grafo D1,2 – 9 nodos
60
50
40
DNC
Inundação
Ag. Chinês
30
20
10
0
No. Msg.
Msg. Red.
Latencia
Resultados Experimentais
Hipercubo – 16 nodos
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
DNC
Inundação
Ag. Chinês
No. Msg.
Msg. Red.
Latência
Resultados Experimentais
Hipercubo – 64 nodos
600
500
400
DNC
Inundação
Ag. Chinês
300
200
100
0
No. Msg.
Msg. Red.
Latencia
Resultados Experimentais
Hipercubo – 128 nodos
1200
1000
800
DNC
Inundação
Ag. Chinês
600
400
200
0
No. Msg. Msg. Red.
Latencia
Resultados Experimentais
Grafo Randômico – 50 nodos
450
400
350
300
DNC
Inundação
Ag. Chinês
250
200
150
100
50
0
No. Msg.
Msg. Red.
Latencia
Resultados Experimentais
RNP – 28 nodos
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
DNC
Inundação
Ag. Chinês
No. Msg.
Msg. Red.
Latencia
Conclusões




Projetos visando a evolução de uma infraestrutura e consórcio existentes;
ED com ênfase em vídeo; telemedição; QoS;
TourGuide; Cáculo Distribuído de
Conectividade;
Reuniões frequentes; seminários devem
iniciar em breve; infra-estrutura e laboratórios
atualizados; resultados/publicações já
começaram;
Desafios com relação às bolsas [não
implementadas...]