Descoberta da topologia de rede

Doutoramento em MatemáticaA monitorização e avaliação do desempenho de uma rede são essenciais para detetar e resolver falhas no seu funcionamento. De modo a conseguir efetuar essa monitorização, e essencial conhecer a topologia da rede, que muitas vezes e desconhecida. Muitas das técnicas usadas para a descoberta da topologia requerem a cooperação de todos os dispositivos de rede, o que devido a questões e políticas de segurança e quase impossível de acontecer. Torna-se assim necessário utilizar técnicas que recolham, passivamente e sem a cooperação de dispositivos intermédios, informação que permita a inferência da topologia da rede. Isto pode ser feito recorrendo a técnicas de tomografia, que usam medições extremo-a-extremo, tais como o atraso sofrido pelos pacotes. Nesta tese usamos métodos de programação linear inteira para resolver o problema de inferir uma topologia de rede usando apenas medições extremo-a-extremo. Apresentamos duas formulações compactas de programação linear inteira mista (MILP) para resolver o problema. Resultados computacionais mostraram que a medida que o número de dispositivos terminais cresce, o tempo que as duas formulações MILP compactas necessitam para resolver o problema, também cresce rapidamente. Consequentemente, elaborámos duas heurísticas com base nos métodos Feasibility Pump e Local ranching. Uma vez que as medidas de atraso têm erros associados, desenvolvemos duas abordagens robustas, um para controlar o número máximo de desvios e outra para reduzir o risco de custo alto. Criámos ainda um sistema que mede os atrasos de pacotes entre computadores de uma rede e apresenta a topologia dessa rede.Monitoring and evaluating the performance of a network is essential to detect and resolve network failures. In order to achieve this monitoring level, it is essential to know the topology of the network which is often unknown. Many of the techniques used to discover the topology require the cooperation of all network devices, which is almost impossible due to security and policy issues. It is therefore, necessary to use techniques that collect, passively and without the cooperation of intermediate devices, the necessary information to allow the inference of the network topology. This can be done using tomography techniques, which use end-to-end measurements, such as the packet delays. In this thesis, we used some integer linear programming theory and methods to solve the problem of inferring a network topology using only end-to-end measurements. We present two compact mixed integer linear programming (MILP) formulations to solve the problem. Computational results showed that as the number of end-devices grows, the time need by the two compact MILP formulations to solve the problem also grows rapidly. Therefore, we elaborate two heuristics based on the Feasibility Pump and Local Branching method. Since the packet delay measurements have some errors associated, we developed two robust approaches, one to control the maximum number of deviations and the other to reduce the risk of high cost. We also created a system that measures the packet delays between computers on a network and displays the topology of that network

Relações entre a topologia de rede e a geografia dos servidores WWW em Portugal

Esta comunicação centra-se no estudo das localizações geográficas e da topologia de rede da WWW portuguesa, baseado em recolhas de rotas de encaminhamento de rede. O objectivo é a identificação das nuvens de densidade entre os servidores WWW, utilizando, para tal: medidas de proximidade temporal baseadas nos tempos médios de ida e volta (RTT), de forma a determinar as localizações mais apropriadas para a instalação de robôs cooperativos que minimizem o tempo de descarga global das fontes de informação. O processo é realizado através do recurso a técnicas vulgares de aglomeração num ambiente experimental, recorrendo a dados recolhidos, activamente, através de sondas colocadas na Internet, para criar uma grafo de distâncias fim-a-fim e calcular a distância entre os arcos dados pelos os tempos médios de ida e volta de uma comunicação de Internet entre quaisquer dois servidores. Um outro objectivo, é a confirmação da existência de relação entre a distância lógica (RTT) e a distância física (Geográfica). Os resultados dos experimentos realizados vêm confirmar as hipóteses iniciais pelo que estão abertos caminhos para novas experiências no âmbito do estudo entre as relações entre as topologias de rede e Internet e a geografia dos servidores

Protótipo SISBLOQUE: técnica de filtragem e bloqueio de conteúdos web

Os sistemas de bloqueio e filtragem de conteúdos Web encontram-se maioritariamente associados a regimes políticos opressivos, cujo principal objectivo na sua utilização é a censura. Infelizmente, este tipo de aplicação não só limita os direitos dos utilizadores como revoga o princípio daquilo que é uma rede global de partilha de informação pública, a Internet. Não obstante a filtragem e bloqueio de conteúdos Web é uma área franca em proliferação, cuja a sua correcta utilização tem vindo a demonstrar-se extremamente benéfica em determinadas áreas como a detecção e bloqueio de conteúdos pedófilos. Neste artigo apresentamos o protótipo Sisbloque, um sistema de filtragem e bloqueio de conteúdos Web projectado para ser implementado sobretudo em ISPs (Internet Service Providers), grandes instituições ou companhias, que propõe não só um mecanismo de filtragem de conteúdos com novas técnicas aperfeiçoadas e inovadoras como a intersecção de conteúdos relativos bem como a garantia de execução transparente suportada por um mecanismo de manipulação de erros

Domótica e a requalificação de edifícios

Para a elaboração deste artigo técnico foi necessário adoptar uma estrutura que possibilitasse fornecer um estudo teóricoprático, transversal e equilibrado, das diferentes tecnologias domóticas. Inicialmente realizou-se um pequeno estudo teórico das tecnologias domóticas mais relevantes, de uma forma transversal e resumida (Capítulo 2). Em função do estudo teórico do capítulo anterior, no Capítulo 3 realizou-se uma análise mais prática, em que ao invés de abordar um caso prático existente, de grandes instalações com o seu valor emblemático, optou-se por utilizar como modelo o edifício F do Instituto Superior de Engenharia do Porto e apresentar uma das soluções possíveis de implementação de tecnologias domóticas em edifícios já existentes (aplicação do conceito de requalificação de edifícios). Depois da exposição do caso prático, expôs-se o futuro e oportunidades de mercado da domótica ou sistema de gestão técnica centralizada, mais focalizado para o mundo académico (Capítulo 4). Por fim, são tecidas as conclusões e considerações finais do artigo (capitulo 5). Esse artigo foi elaborado sob o ponto de vista de integrador. Por outras palavras, procurou-se realizar uma aproximação da realidade prática a nível de implementação das tecnologias domóticas em edifícios, ao dar uma linha de conhecimento abrangente e ao mesmo acessível aos leitores, que muitas das vezes esse tema acaba por transmitir conceitos errados

Redes overlay peer-to-peer baseadas em SIP

As redes Peer-to-peer (P2P) tem vindo a ganhar popularidade na internet, devido ao aumento do número de utilizadores e de serviços de natureza distribuída, como a partilha de ficheiros, e as chamadas de voz sobre IP (VoIP). A criação deste tipo de redes, baseando-se em soluções abertas como o SIP, pode facilitar a criação de novos tipos de serviços, assim como permitir uma mais fácil integração de diferentes serviços. Neste trabalho foi desenvolvida uma implementação JAVA, capaz de criar redes P2PSIP com um ou dois níveis hierárquicos. A comunicação entre os nós da rede P2P, ´é feita através de um protocolo totalmente baseado em SIP. Como algoritmos a utilizar pelo overlay P2P, foram implementados o algoritmo Chord e EpiChord. Para comprovar o funcionamento da implementação JAVA, foram efectuados testes num ambiente real, recorrendo a uma topologia de rede emulada com o CORE

Net Topo: uma Abstração da Topologia de Rede para Escalonamento para Aplicações Paralelas e Distribuídas

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Ciências da Computação.A repartição de trabalho em ambientes distribuídos é um problema relevante em aplicaçõescomo simulações sísmicas, dinâmica molecular e previsão de tempo, pois estas possuem com-portamento dinâmico, gerando desbalanceamento de carga no sistema. Uma das maneiras deresolver esse problema é a utilização de balanceadores de carga dinâmicos, cuja função é redu-zir o tempo de execução da aplicação através de uma distribuição de tarefas mais homogênea.Uma alocação de tarefas que leva em consideração a topologia da rede pode reduzir latências decomunicação e efeitos de contenção alocando tarefas que se comunicam próximas uma da ou-tra. Entretanto, poucos balanceadores consideram a topologia do sistema de maneira dinâmica,devido à dificuldade do balanceador de obter informações de topologia de rede, como distânciae proximidade de tarefas, e de levá-las em consideração para o remapeamento de tarefas.Este trabalho desenvolveu a Net Topo, uma abstração da topologia de rede que facilita o acessoa informações de topologia da rede e a utilização destas para distribuição de tarefas. Ela oferecefunções de proximidade e distância entre nós na rede com foco em melhorar a repartição detrabalho. Foram implementadas algumas opções de inicialização da estrutura e foi propostauma forma de arquivar a informação de topologia.A comprovação do funcionamento da Net Topo se deu através de testes com umbenchmarksin-tético para balanceamento de carga. Uma estratégia de balanceamento de carga foi modificadapara utilizar a abstração elaborada e, quando comparada com a original, não só teve sobrecustonegligenciável mas apresentou benefícios na inicialização e na velocidade da estrutura. Por ar-quivar as informações de topologia para execuções futuras, a Net Topo permitiu uma reduçãode 97% no tempo de inicialização de topologia. O desempenho da abstração foi avaliado em di-ferentes escalas, mostrando que a Net Topo consegue apresentar boa escalabilidade na maioriadas suas funções.A repartição de trabalho em ambientes distribuídos é um problema relevante em aplicaçõescomo simulações sísmicas, dinâmica molecular e previsão de tempo, pois estas possuem com-portamento dinâmico, gerando desbalanceamento de carga no sistema. Uma das maneiras deresolver esse problema é a utilização de balanceadores de carga dinâmicos, cuja função é redu-zir o tempo de execução da aplicação através de uma distribuição de tarefas mais homogênea.Uma alocação de tarefas que leva em consideração a topologia da rede pode reduzir latências decomunicação e efeitos de contenção alocando tarefas que se comunicam próximas uma da ou-tra. Entretanto, poucos balanceadores consideram a topologia do sistema de maneira dinâmica,devido à dificuldade do balanceador de obter informações de topologia de rede, como distânciae proximidade de tarefas, e de levá-las em consideração para o remapeamento de tarefas.Este trabalho desenvolveu a Net Topo, uma abstração da topologia de rede que facilita o acessoa informações de topologia da rede e a utilização destas para distribuição de tarefas. Ela oferecefunções de proximidade e distância entre nós na rede com foco em melhorar a repartição detrabalho. Foram implementadas algumas opções de inicialização da estrutura e foi propostauma forma de arquivar a informação de topologia.A comprovação do funcionamento da Net Topo se deu através de testes com umbenchmarksin-tético para balanceamento de carga. Uma estratégia de balanceamento de carga foi modificadapara utilizar a abstração elaborada e, quando comparada com a original, não só teve sobrecustonegligenciável mas apresentou benefícios na inicialização e na velocidade da estrutura. Por ar-quivar as informações de topologia para execuções futuras, a Net Topo permitiu uma reduçãode 97% no tempo de inicialização de topologia. O desempenho da abstração foi avaliado em di-ferentes escalas, mostrando que a Net Topo consegue apresentar boa escalabilidade na maioriadas suas funções

Um Estudo Sobre os Desafios dos Ambientes de Simulação de Redes Veiculares WAVE

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Sistemas de Informação.Ambientes VANETs requerem um alto desempenho computacional de informações dos nodos e comunicação entre veículos. Desafios como a alta mobilidade dos nodos, as deslocamentos na topologia de rede, as redes densas que ocasionam altas taxas de perdas de pacotes por congestionamento na rede que dificultam a disseminação de informações. Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre desafios dos ambientes VANETs no aspecto de QoS

Vari?veis de m?rito de topologias de redes ?pticas de transporte de telecomunica??es

This term paper identifies and proposes semi empirical expressions of new key variables for optical transport telecommunications topologies in order to advance the state of the art relating to the characterization of this type of networks. The following key variables were identified: the nodal degree, the number of hops, link-disjoint pairwise connectivity, node-disjoint pairwise connectivity, clustering coefficient and betweenness centrality. In order to extend the state of the art, two new variables are proposed: average number of hops for working path and average number of hops for backup path, considering an alternative routing strategy from that seen in previous proposed expressions in the literature. Additionally, two semi empirical expressions are proposed to estimate the value of these variables, which requires only the number of nodes and the number of links. Results show that the expressions estimate the values average error less than 12% when compared to the exact values obtained from telecommunication networks.Este trabalho de conclus?o de curso identifica e prop?e express?es para novas vari?veis de m?- rito para topologias de redes ?pticas de transporte de telecomunica??es, de forma a avan?ar o estado da arte relativo ? caracteriza??o deste tipo de redes. Foram identificadas como vari?veis de m?rito: o grau nodal, o n?mero de saltos, a conectividade por liga??es disjuntas, a conectividade por nodos disjuntos, o coeficiente de agrupamento e a centralidade de intermedia??o. A fim de estender o estado da arte, s?o propostas duas novas vari?veis: n?mero m?dio de saltos do caminho de trabalho e n?mero m?dio de saltos do caminho de backup, considerando um roteamento alternativo ?quele considerado em express?es propostas na literatura. Ainda, s?o propostas duas express?es semi emp?ricas para estimar o valor destas vari?veis, apenas considerando o n?mero de nodos e o n?mero de liga??es das topologias. Os resultados mostram que as express?es apresentam em m?dia erros menores que 12% quando comparadas aos valores exatos de redes reais de telecomunica??es

An efficient and automated P2P overlay system for network monitoring

Precise and efficient monitoring is vital to ensure that a network works according to the intended behaviour, as well as quickly acting in response to possible problems. The task of monitoring a network becomes complex with increasing network size and its heterogeneity. This work explores the development of a Peer-to-Peer (P2P) system to monitor network communication infrastructures. All the processes of creation of the system and the existing entities will be described as well as their communication capabilities. Then, the definition of a metalanguage will be exposed, allowing network administrators to conFigure and pre-program the network in an effective and versatile manner. The optimization of the monitoring system will be also described, reducing the traffic generated by the P2P network. It will be also addressed how the system became fault-tolerant, recovering its state even if any entity has a problem.This work has been supported by FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia within the R&D Units Project Scope: UIDB/00319/202