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| * [[IC - Versão Rascunho]] | | * [[IC - Versão Rascunho]] |
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| === Objetivo ===
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| Rascunho #1<br>
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| Aproximar as camadas de aplicação e rede, referentes ao modelo de arquitetura de redes OSI, de modo a substituir a estrutura de protocolos já existente, especificamente os pertencentes ao conjunto TCP/IP. A proposta é seguir as tendências de um novo ambiente já em funcionamento, o AutoI, colaborarando com o desenvolvimento de um novo protocolo que atenda melhor às necessidades da Internet do futuro, além de acumular conhecimentos e pesquisas relativas à nova forma de organizar conhecimentos e desenvolver aplicativos, as ontologias.
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| Rascunho #2<br>
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| O objetivo principal do projeto é implementar o protocolo FINLAN na arquitetura de internet do futuro do AutoI.
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| Com isso objetivamos aproximar as camadas de aplicação e rede do modelo OSI de modo a substituir a estrutura de protocolos já existente, especificamente o conjunto TCP/IP, por um protocolo que faça uso de ontologias e não apresente os problemas primários da estrutura TCP/IP.
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| A proposta é colaborar com o AutoI de forma a integrar um ambiente que leva semântica e autonomia a rede com o protocolo FINLAN que elimina os problemas do TCP/IP e faz uso de ontologias a fim de dar inteligência a rede.
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| ===Tópicos===
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| *Objetivo final
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| **Implementar o protocolo FINLAN na arquitetura do AutoI
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| *Objetivos gerais
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| **Aproximar as camadas de aplicação e de rede
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| **Colaborar com o AutoI
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| **Inserir o protocolo FINLAN na arquitetura do AutoI
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| **Levar inteligência (semântica) as camadas inferiores
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| **Aplicar a ontologia nas camadas de rede
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| ** [[Justificativa IC]] 28/03
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| === Foco ===
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| Convencer sobre a importância do projeto, explanando sobre as limitações dos protocolos atuais, como problemas de segurança, gerenciabilidade, confiabilidade, mobilidade, etc. Exemplificando com trabalhos que já estão sendo desenvolvidos nos USA, na Ásia e principalmente na Europa (de preferência com nomes de peso).
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| === Evolução da internet ===
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| •Modelagem da internet no seu incio (4ward)
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| •Comparação com a internet atual (4ward)
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| ''"Eu sei que se já 10 anos eu tivesse contado contado que todas essas coisas viriam, vocês diriam que isso era impossível"''
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| == Limitações dos protocolos atuais ==
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| Milhares de novas páginas são publicadas diariamente na internet e a falta de padronização dessas informações originaram um problema para os usuários na hora de navegar na Internet e assim achar as informações desejadas. Esse problema é chamado de Information Overload. Outro grande problema é que a internet atual não consegue associar informações de várias páginas. Diante deste caos a web semântica vem como solução permitindo criar um contexto onde a informação possa ter significado para as máquinas, que se encarregarão de levar a informação relevante ao seu usuário.
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| A web atual é um conjunto de recursos e links. Os recursos são identificados pelos seus URIs (Uniform Resourcem Identifiers). A URL (Uniform Resource Location) faz parte de um subconjunto da URI. Para o usuário, não existe nenhum problema quanto a esta questão, pois este é capaz de ler a descrição do link, identificando o sentido semântico embutido naquele contexto. Para a máquina, entretanto, muito pouca informação “machine-readable” está disponível, uma vez que não é possível fazer uma análise quando ao juízo transmitido por um link. O significado dos links só é evidente
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| no contexto em torno da âncora. Por exemplo, dois sites de cinema podem fazer referência à um mesmo filme. Entretanto, um site lista o filme entre os dez melhores e o outro site lista-o entre os dez piores. O sentido é totalmente diferente para o homem, mas não para a máquina, que só percebe uma simples ligação.
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| Na futura web, ou na web semântica, o conjunto de recursos e links também são identificados por URI's, mas podem ser "tipados". Consiste em atribuir um tipo à relação entre dois recursos. Forma-se o conceito de ontologia (Um recurso, uma propriedade e um valor). Neste contexto, uma relação entre dois recursos possui uma propriedade que permite atribuir significado à ligação. No exemplo dos sites de filme, pode-se atribuir a propriedade "está entre os dez melhores" ao link no primeiro site e a propriedade "está entre os dez piores" ao link no segundo site. A diferença entre os modelos é que agora o conhecimento está formalizado de uma maneira estruturada.
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| Antes da internet, o homem viveu o grande desafio de recuperar o conhecimento perdido em livros, documentos ou peças de museu esquecidas ou depositadas em lugares inalcançáveis. Contudo, a internet mudou este cenário tornando a informação e o conhecimento disponíveis a um clique. Entretanto, tal fato gerou a sobrecarga de informações que dificulta distinguir entre a informação relevente e o lixo. Enfrenta-se, novamente, o problema de econtrar a informação certa, na hora certa.
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| Os usuários, inevitavelmente, recorrerão aos mecanismos de busca, que avançam em iniciativas como a web semântica, buscando tornarem-se verdadeiros oráculos do meio digital. Mas para estabelecer a relação semântica entre as diversas fontes de informação, é necessário um esforço descentralizado, que pode demorar anos para se concretizar. Mas como toda novidade gera oportunidade, beneficiar-se-ão aqueles que alcançarem uma posição onde possam ser facilmente localizados por meio das relações semânticas criadas.
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| === Projetos em desenvolvimento ===
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| European Future Internet (http://www.future-internet.eu/) ''Europe''
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| World Wide Web Consortium (W3C) (http://www.w3.org/standards/semanticweb/)
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| NETIC, Núcleo de Estudos em Tecnologias para Informação e Conhecimento (http://www.netic.com.br/) ''Brasil''
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| Dublin Core Metadata Institute (http://dublincore.org/)
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| •Perspectivas (Do nosso projeto e dos em desenvolvimento fora)
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| •Trabalhar no ambiente AutoI
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| Projeto na área de Tecnologia da Informação (TIs), linha de pesquisa busca acompanhar e compreender o potencial de mudança da Web, especialmente sua evolução para uma estrutura na qual o conteúdo seja o elemento fundamental e que está levando ao desenvolvimento e ampliação das capacidades dos dispositivos computacionais. Não em termos quantitativos de potência de processamento, mas em termos de qualidade de processamento, uma vez que eles passarão a “compreender” os objetos digitais a partir da sua semântica intrínseca. A iteração homem-máquina ocorrerá num nível mais elevado, num nível cooperativo entre as máquinas (machine-to-machine). Uma nova geração de ferramentas e dispositivos computacionais está surgindo. Assim, as ontologias terão papel fundamental, provendo contextos, conceitos e padrões de metadados para classificação e descrição a priori, manipulação, armazenamento, transmissão e apresentação dos objetos digitais.
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| == Introdução ==
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| === Descrição das Propostas ===
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| Existem hoje várias correntes propondo arquiteturas para o novo padrão de Internet. Desenvolvidas em várias regiões do planeta como a Europa, Ásia e EUA e envolvendo grandes instituições e universidades importantes e renomadas. Alguns projetos que possuem destaque neste cenário e que podem ser citados como referência são: 4WARD, ANA, ADAMANTIUM, ASPIRE, AUTOI, CASAGRAS, CHRON, ETNA, FAST, COAST, COMPAS, AKARI, GENI, G-lab, entre outros. Entre estes podemos destacar tres que prometem competir pela definição de um padrão mundial, não esquecendo que os outros projetos também tem suas potencialidades. São eles: 4WARD, AUTOI e GENI.
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| O GENI (Global Environment for Network Innovations) é uma iniciativa americana que acredita que uma reorganização da Internet é necessária e para isso criou um ambiente experimental compartilhado para auxiliar na validação de novas arquiteturas de rede. Pretende prover características aperfeiçoadas como: maior segurança, melhor integração de tecnologias opticas e sem fio e integração com o mundo de sensores e processadores embutidos. Como infraestrutura tecnológica propõe os seguintes aspectos: programabilidade, virtualização e outras formas de compartilhamento, federação e experimentação baseada em partes (slice).
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| Já o projeto 4WARD é parte do programa FP7 (7th Framework Programme for Research and Technological Development), um conjunto de iniciativas com prazo de desenvolvimento entre 2007 e 2013 com recursos de 50 bilhões de euros para reforçar a base científica e tecnológica da indústria européia. O 4Ward como parte deste programa teve, pois aconteceu no período de 2008 a 2010, alguns objetivos básicos como criar o desenvolvimento de redes e aplicações conectadas mais rápidas e mais fáceis e estudar os desafios chaves para a Internet do Futuro.
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| Uma proposta que pretendemos apoiar e utilizar como plataforma para o desenvolvimento de soluções para a Internet do Futuro é o AutoI. Desenvolvido na Europa, este propõe corrigir os problemas da Internet atual, visto que esta alcançou proporções muito grandes e necessita de melhorias para poder interconectar sistemas e conhecimento. O grande desafio e objetivo é projetar e desenvolver uma solução que possa abranger redes heterogêneas, que suporte um serviço de mobilidade, confiabilidade e qualidade de serviço, sendo que esta solução seja uma rede de infraestrutura aberta (open source) baseado em ontologias de informações e modelos de dados.
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| A arquitetura deste modelo é estruturada em cinco abstrações, os planos OSKMV: Orchestration, Service Enablers, Knowledge, Management e Virtualisation. Cada um destes planos executaria funções que abrangem desde a aplicação ao seu controle, para que todos os objetivos e melhorias propostas fossem alcançadas.
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| O plano de orquestração (Orchestration) é uma definição conceitual para uma série de ferramentas que governam, integram e policiam os processos e aplicações da Internet através de sistemas autonômicos de controle, os quais tem a capacidade de cancelar ou corrigir processos, além de interagirem. O controle destes sistemas é feito por componentes de orquestração distribuídos, chamados DOCs, os quais possuem uma visão da arquitetura de processos específicos e atuam através de comandos específicos para interferir em cada processo.
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| O plano de abilitadores de serviço (Service Enablers) é um conjunto de funções de reimplantação automática de protocolos, serviços de controle e serviços prestados ao usuário. Isto permite que os códigos sejam ativados ou executados sobre entidades da rede, aumentando o controle e a segurança sobre estes serviços.
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| O plano de conhecimento (Knowledge) consiste de modelos e ontologias com a capacidade de fazer análises e integrar conhecimentos através de inferências, assim a rede tem a capacidade de executar auto-monitoramento, auto-análise, entre outros processos que possibilitam a conexão entre dados conforme características comuns, o que cria uma estrutura circular entre as informações e deixa todo o processo mais inteligente e eficiente.
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| O plano de gestão (Management) é justamente formado pelos sistemas autonômicos de controle que agem nos processos da rede em loops constantes, controlados pelo plano de orquestração. É importante destacar que cada sistema atua sobre um processo específico de forma automática, através de funções de monitoramento. Este plano tem a capacidade de gerar funções embarcadas na rede que se adaptam ao meio e que podem ser extendidas conforme necessidade, sem perturbar o funcionamento do sistema, além de minimizarem o custo computacional das operações e o consumo de energia.
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| O plano de virtualização (Virtualisation) são mecanismos de software que tratam recursos físicos selecionados como recursos virtuais de programação organizados pelos planos de orquestração e gestão para a criação de componentes, dispositivos ou redes. Este plano é utilizado pelo plano de orquestração para governar os recursos virtuais e construir redes e instrumentos para serviços específicos.
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| ===Limitações da Internet Atual===
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| * Apontar as deficiências dos protocolos utilizados hoje (TCP/IP. Mostrar que não possuem capacidade para suportar as propostas.
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| * Explicar que existe a necessidade de "dar" semântica aos protocolos, para que possam possibitar conexões entre informações, além de aproximar as camadas, reduzindo algumas destas.
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| * Descrever como a Internet atual está limitada para as novas aplicações e métodos projetados para o futuro
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| * Detalhar estas demandas
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| ** [[Desenvolvimento IC]] 11/04
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| * Análise, comparação e seleção das soluções atuais para a Internet do Futuro;
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| * Justificar a escolha da melhor solução. A proposta inicial é o AutoI
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| * Instalar, configurar, testar, corrigir e stressar a solução escolhida
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| * Testar o protocolo FINLAN para substituir os atuais na execução da solução escolhida
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| * Colher resultados de desempenho, tráfego e segurança
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| * Comparar com as soluções convencionais
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| === RNP participa de debate sobre o futuro da Internet ===
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| Nos dias 15 e 16 de abril de 2009 foi realizado o Workshop Futuro da Internet. Uma das discussões centrais destes dois dias de evento foi em torno da forma que a rede terá no futuro. Há pesquisadores que defendem que uma nova Internet deve ser criada, ou seja, que deve-se abandonar o protocolo IP (que também é nossa proposta), sobre o qual está fundamentada a Internet atual, e desenvolver uma base inteiramente nova sobre a qual a rede passará a funcionar. Esta idéia de “recomeçar a Internet do zero” é conhecida entre os pesquisadores como Clean Slate, ou arquitetura disruptiva. Atualmente, portanto, a Internet seria constituída por vários “remendos”, responsáveis por uma série de vulnerabilidades, instabilidades, incompatibilidades e outros problemas da rede. Os defensores do Clean Slate argumentam que uma Internet recalculada do zero seria mais robusta e confiável, com maior flexibilidade e facilidade de administração. Os que defendem o IP argumentam que este protocolo vem funcionando satisfatoriamente nos últimos 30 anos e que, embora uma mudança na Internet seja necessária, ela partirá de uma evolução do próprio IP, e não de uma ruptura com ele.
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| === Possíveis soluções ===
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| O diretor de Inovação da RNP destacou o PlanetLab, uma infraestrutura mundial para a realização de pesquisas em tecnologias e protocolos de aplicações Internet (TCP/IP), atualmente presente em mais de 400 nós espalhados pelo mundo. A contribuição fundamental do PlanetLab para a realização de pesquisa experimental '''é o uso da virtualização de recursos computacionais nestes nós''', permitindo que múltiplas aplicações possam ser instaladas paralelamente em cada nó, e que uma determinada aplicação possa estar presente em uma fração de muitos nós diferentes, o que é chamada de uma “fatia”.
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| ==== Características: ====
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| * Alcance mundial;
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| * 1077 nós distribuídos em 571 sites;
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| * Amplamente utilizado para testes de rede;
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| * Baseado nos conceitos de Redes sobrepostas e Virtualização.
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| VANTAGENS:
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| # Teste de aplicações em escala global;
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| # Qualquer estação da Internet (TCP/IP) pode ser um nó.
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| DESVANTAGENS:
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| # Não é útil para testar idéias radicais para a Internet;
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| # Rede sobreposta rodando acima da rede TCP/IP;
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| # Herança de todos os problemas do TCP/IP.
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| Em 2006, o ambiente PlanetLab foi estendido para permitir experimentos com outras arquiteturas de Internet, além do TCP/IP. Este “meta-testbed” se chama Vini, e permite que os servidores nos nós possam funcionar como roteadores para diversos protocolos. A virtualização dos recursos em Vini inclui também os roteadores e os enlaces entre estes.
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| O Vini serviu como inspiração para o Global Environment for Network Innovations (Geni), uma iniciativa da norte-americana National Science Foundation (NSF) para criação de um ambiente compartilhado de experimentação que auxilie na validação de novas arquiteturas de redes. Uma das palavras-chave do ambiente Geni é a virtualização, que permite que múltiplas arquiteturas funcionem em uma infraestrutura compartilhada, dando uma representação razoável da complexidade da Internet. Michael falou ainda de outras iniciativas similares ao Geni, como a européia Future Internet Research & Experimentation (Fire) e a japonesa Akari. O uso de Vini neste contexto requereria uma infraestrutura subjacente de camada 2 do modelo OSI, para poder implementar possivelmente múltiplos protocolos de rede (camada 3), sendo IP apenas uma das alternativas.
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| GENI é um laboratório virtual para explorar a internet futuro em escala, criando grandes oportunidades para compreender, inovar e transformar as redes globais e suas interações com a sociedade. Dinâmico e adaptável, o GENI abre novas áreas de investigação nas fronteiras da ciência e da rede de engenharia, e aumenta a possibilidade de impacto sócio-económico significativo. O objetivo do GENI é melhorar a investigação experimental em redes e sistemas distribuídos , e acelerar a transição da investigação em produtos e serviços que irão melhorar a competitividade econômica. O GENI irá:
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| * Fazer experimentação de apoio em escala em comum, heterogêneo, infra-estrutura altamente instrumentada;
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| * Permitir a programação de profundidade em toda a rede, promovendo inovações na rede, ciência, segurança, tecnologias, serviços e aplicações;
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| * Proporcionar ambientes colaborativos e exploratório para a academia, a indústria e o público para catalisar as descobertas revolucionárias e a inovação.
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| Os conceitos fundamentais para o conjunto das infra-estruturas do GENI são as seguintes:
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| * Programação;
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| * Virtualização e outras formas de partilha dos recursos;
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| * Federação;
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| * Corte com base em experimentação.
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| === ANA - Autonomic Network Architecture ===
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| '''Objetivos'''
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| *Identificar os princípios de redes autônomas que permitam aumentar em escala e funcionalidade essas redes.
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| *Premissa: Aumentar a funcionalidade de uma rede significa aplicar princípios de redes autônomas como auto gerência, auto otimização, auto monitoramento, auto reparo e auto proteção.
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| *Aumentar a funcionalidade de uma rede acaba por aumentar sua escala.
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| *Explorar a "internet de-construcion, function atomization", difusão e sedimentação que irá substituir a camada estática atual.
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| === Conceitos Técnicos ===
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| *O conceito fundamental a qual a arquitetura é construída é o Information Dispatch Point (IDP).
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| *IDPs são inspirados pelo trabalho de "network pointers" que são também similares de alguma forma a "file descriptors" e sockets de sistemas Unix.
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| *IDPs são geralmente direcionados a blocos funcionais (FB). Blocos funcionais são unidades de processamento de informação que implementam funcionalidades de transmissão de dados (por exemplo enviar e receber pacotes IP) ou funcionalidades adicionais como monitoramento de tráfego.
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| *A ligação de um IDP é dinâmica e pode mudar com o tempo assim que a "network stack" for reconfigurada.
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| *De um ponto de vista de implementação, uma IDP é identificada por um gerador de rótulo randômico.
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| *Afim de monitorar todos os blocos funcionais e IDPs disponíveis, existe uma entidade central em cada nó. Essa entidade possui duas tabelas: uma que descreve todos os blocos funcionais e uma segunda que salva os mapas entre IDPs e blocos funcionais. Essas tabelas são usadas para encaminhar mensagens entre blocos funcionais individuais.
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| *O objetivo do IDP é basicamente: primeiro, ele provê uma comunicação genérica entre vários blocos funcionais rodando dentro de um nó e, segundo, ele provê flexibilidade na reorganização dos caminhos de comunicação.
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| *Os direcionamentos do IDP são armazenados em uma tabela no nó onde cada IDP é identificada por um rótulo do nó local. Essa tabela é chamada de Information Dispacth Table (IDT). A IDT armazena o direcionamento entre valores de IDP e entidades como FB ou IC (information channels). Quando um pacote é enviado para alguma IDP, ele é encaminhado para o FB ou IC em que o IDP é associado. Após isso a entidade que recebe o pacote decide o que fazer: consumir o dado, adicionar um cabeçalho e reencaminhar o pacote para a próxima IDP, largar o pacote e etc.
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| = Referências = | | = Referências = |
