UFPA Brazil. d e R e d e s Ó p tic a s e s e u s Im p a c to s n o F u tu r o d a In te r n e t

A v a n ç o s n o P la n o d e C o n tr o le d e R e d e s Ó p tic a s e s e u s Im p a c to s n o F u tu r o d a In te r n e t A n to n io A b e lé m a b e le m @ u fp a.b r

Agenda In tr o d u ç ã o C o m u ta ç ã o ó p tic a R e d e s H í b r id a s P la n o d e c o n tr o le p a r a r e d e s ó p tic a s C o m p u ta ç ã o e m G r a d e A tu a ç ã o d o G E R C O M /U F P A C o n s id e r a ç õ e s F in a is e P e r s p e c tiv a s F u tu r a s

In tr o d u ç ã o

In tr o d u ç ã o E -s c ie n c e A p lic a ç õ e s a v a n ç a d a s in d u to r a s d e e v o lu ç õ e s n o s s is te m a s d e c o m u n ic a ç ã o : e m e s p e c ia l r e d e s ó p tic a s ; F í s ic a d e A lta E n e r g ia, B io in fo r m á tic a, n a n o te c n o lo g ia, p r e v is ã o d e te m p o, te r r e m o to s, e tc ; G r a n d e s v o lu m e s d e d a d o s (~T b y te s ); A lto p o d e r d e p r o c e s s a m e n to (~T flo p s ); C o m p u ta ç ã o lo c a l n ã o é s u fic ie n te. 0 1 /1 2 /0 8

In tr o d u ç ã o E v o lu ç ã o d a s r e d e s ó p tic a s (k e v in L iu )

C o m u ta ç ã o Ó p tic a E lim in a r c o n v e r s ã o O -E -O M E M S (M ic r o e le c tr o m e c h a n ic a l s y s te m s ) S O A (S e m ic o n d u c to r o p tic a l a m p lifie r s ) C o m u ta ç ã o p u r a m e n te ó p tic a C o m u ta ç ã o d e la m b d a s (O C S ) C o m u ta ç ã o d e p a c o te s ó p tic o s (O P S ) C o m u ta ç ã o d e r a ja d a s ó p tic a s (O B S )

C o m u ta ç ã o Ó p tic a C o m u ta ç ã o O B S a p r e s e n ta v a n ta g e n s : S e p a r a ç ã o e n tr e d a d o s d e c o n tr o le e a p lic a ç ã o G r a n u la r id a d e v a r iá v e l N ã o h á a n e c e s s id a d e d e b u ffe r s U tiliz a o s r e c u r s o s s o m e n te p e lo te m p o n e c e s s á r io B a ix a c o m p le x id a d e c o m p a r a d a à c o m u ta ç ã o d e p a c o te s P o d e s e r fa c ilm e n te a d e q u a d a a o

C o m u ta ç ã o Ó p tic a O B S (O p tic a l B u r s t S w itc h in g )

R e d e s H í b r id a s D iv e r s id a d e d e a p lic a ç õ e s ; T e c n o lo g ia s d e c o m u ta ç ã o d is tin ta s ; O fe r e c e r a lte r n a tiv a s te c n o ló g ic a p a r a a te n d e r d iv e r s o s r e q u is ito s d e a p lic a ç õ e s ; P r e m is s a b á s ic a : O fe r e c e r a c a d a p a c o te n a r e d e o s e r v iç o q u e n e c e s s ita, m a s n a d a a m a is d o q u e is to! (K e e s N e g g e r s /C e e s d e L a a t).

R e d e s H í b r id a s In ic ia tiv a s : G É A N T 2 (c o m u n id a d e e u r o p e ia ); In te r n e t2 : p r o je to H O P I (E U A ); C A N A R IE : C A *n e t4 (C a n a d á ) S u r fn e t6 (H o la n d a ); C a n e t4 (C a n a d á ); R N P : p r o je to F U T U R A (B r a s il); 0 1 /1 2 /0 8

P la n o d e C o n tr o le N e c e s s id a d e d e s e d e s c e n tr a liz a r a g e r ê n c ia d a r e d e ; A u to m a tiz a r ta r e fa s D im in u ir a in te r v e n ç ã o h u m a n a ; D is tr ib u ir in te lig ê n c ia n a r e d e E s ta b e le c im e n to /m a n u te n ç ã o d e c o n e x õ e s d in a m ic a m e n te.

P la n o d e C o n tr o le : c o m p e tiç ã o o u c o m p le m e n ta r id a d e? T r ê s g r a n d e s o r g a n iz a ç õ e s d e s e n v o lv e n d o p r o p o s ta s : IE T F d e s e n v o lv e p a d r o n iz a ç ã o A r q u ite tu r a G M P L S IT U d e s e n v o lv e p a d r o n iz a ç ã o R ecom endações A S O N O IF d e s e n v o lv e im p le m e n ta ç õ e s Im p le m e n ta ç õ e s d e U N I e N N I 0 1 /1 2 /0 8

P la n o d e C o n tr o le F u n c io n a lid a d e s d e u m p la n o d e c o n tr o le : R o te a m e n to ; S in a liz a ç ã o ; G e r e n c ia m e n to d e e n la c e s (r e s e r v a d e r e c u r s o s ); P r o te ç ã o /r e s ta u r a ç ã o ; Q u a lid a d e d e s e r v iç o ;

P la n o d e C o n tr o le D e m a n d a s p a r a a s r e d e s d e ú ltim a g e ra ç ã o : A g ilid a d e ; E fic iê n c ia ; C a p a c id a d e p a r a lid a r c o m h e te r o g e n e id a d e ; G a r a n tia s d e Q o S d ife r e n c ia d a s ;

G M P L S (IE T F ) R o te a m e n to : O S P F -T E ; S in a liz a ç ã o : R S V P -T E /C R -L D P ; G e r e n c ia m e n to d e e n la c e s : L M P ; P r o te ç ã o /r e s ta u r a ç ã o :1 + 1, 1 :1, 1 :N, e tc ; F a c ilid a d e d e in te g r a ç ã o c o m W D M ;

G M PLS P o s s ib ilita a a lo c a ç ã o d e la r g u r a d e b a n d a e m u n id a d e s d is c r e ta s (e.g. la m b d a s ); P e r m ite q u e r ó tu lo s s e ja m s u g e r id o s ; F a c ilita a in te g r a ç ã o d e r e d e s h e te r o g ê n e a s a tr a v é s d e c a m in h o s r o tu la d o s c o m p o s to s p o r d iv e r s o s d o m í n io s d e c o m u ta ç ã o :

In ic ia tiv a s : D R A G O N D ynamic R esource Allocation via G MP LS O ptical Networks; É u m p r o je to q u e o b je tiv a d e s e n v o lv e r te c n o lo g ia s p a r a o e s ta b e le c im e n to d in â m ic o de conexões p a ra a p lic a ç õ e s a v a n ç a d a s ; D e s e n v o lv im e n to d e u m p la n o d e c o n tr o le b a s e a d o e m G M P L S.

In ic ia tiv a s : D R A G O N C o m p o s ta p e lo s s e g u in te s e le m e n to s : N e tw o r k A w a r e R e s o u r c e B r o k e r (N A R B ) r o te a m e n to in te r-d o m í n o, a b s tr a ç ã o de to p o lo g ia, g e r e n c ia m e n to d e L S P s e a p lic a ç ã o d e p o lí tic a s ; V ir tu a l L a b e l S w itc h R o u te r (V L S R ) A te n d e r d is p o s itiv o s n ã o -G M P L S ; C lie n t S y s te m A g e n t (C S A ) S o ftw a r e d e b o r d a d a r e d e ; A p p lic a tio n (A S T B ) S p e c ific T o p o lo g y B u ild e r P e r m ite r e q u is iç õ e s d e L S P s e s p e c í fic o s ;

In ic ia tiv a s : D R A G O N

In ic ia tiv a s : A u to B A H N Automated B andwidth Allocation across Heterogeneous Networks; D e s e n v o lv id o n o c o n te x to d a r e d e G É A N T 2; P ro v ê um a in te r fa c e p a ra o e s ta b e le c im e n to d in â m ic o d e c ir c u ito s em N R E N s; N ã o s u b s titu i o p la n o d e c o n tr o le, m a s o e s te n d e.

In ic ia tiv a s : A u to B A H N E x te n s õ e s in c lu e m : ao p la n o de c o n tr o le R o te a m e n to in te r-d o m í n io (ID M ); In fr a e s tr u tu r a de a u te n tic a ç ã o a u to r iz a ç ã o (A A I); M o n ito r a ç ã o ; e S u p o r te a r e s e r v a d e b a n d a im e d ia ta e p a r a u m in te r v a lo d e te m p o fu tu r o ; S u p o r te a c ir c u ito s d e c a m a d a 1 e cam ada 2.

In ic ia tiv a s : A u to B A H N

C o m p u ta ç ã o e m G r a d e P r in c ip a l im p u ls io n a d o r a d a E -s c ie n c e ; A te n d e o s r e q u is ito s d a s a p lic a ç õ e s avançadas; B a ix o c u s to d e im p la n ta ç ã o ; C o m p a r tilh a m e n to d e r e c u r s o s d e c o m p u ta ç ã o d is tr ib u í d o s g e o g r a fic a m e n te d e fo r m a c o o r d e n a d a : In s tr u m e n to s c ie n tí fic o s ; S e n s o re s ; B a n c o s d e d a d o s d is tr ib u í d o s, r e c u r s o s ; D is p o s itiv o s d e v is u a liz a ç ã o r e m o ta.

C o m p u ta ç ã o e m G r a d e C a r a c te r í s tic a s : V ir tu a liz a ç ã o ; F le x ib ilid a d e ; C o n tr o le d e s c e n tr a liz a d o ; P e r v a s iv id a d e ; C o m p a r tilh a m e n to d e r e c u r s o s ; E s c a la b ilid a d e ; D e te r m in is m o ; S e g u ra n ç a.

C o m p u ta ç ã o e m G r a d e O pen G rid Forum (O G F ) R e g u la m e n ta ç ã o e p a d r o n iz a ç ã o fu s ã o d o Global Grid Forum (G G F ) e d a E ntrerprise Grid Alliance (E G A ); O G S A (O pen G rid S ervices Architecture) A r q u ite tu r a a b e r ta p a r a o d e s e n v o lv i-m e n to d e a p lic a ç õ e s d e g ra d e : A r q u ite tu r a o r ie n ta d a a s e r v iç o s (S O A); D e fin e s e r v iç o s c o m o : G e r ê n c ia d e E x e c u ç ã o, G e r ê n c ia d e R e c u r s o s, A u to G e r e n c ia m e n to e In fo r m a ç õ e s

C o m p u ta ç ã o e m G r a d e R e d e s s ã o fu n d a m e n ta is p a r a a s g r a d e s c o m p u ta c io n a is ; M u d a n ç a n a fo r m a d e e n x e r g a r a re d e ; N o v o s r e q u is ito s : A b s tr a ç ã o ; A g e n d a m e n to fu tu r o ; R o te a m e n to in te r-d o m í n io ; A lta c a p a c id a d e d e tr a n s m is s ã o ; C o n e x õ e s d e te r m in í s tic a s.

G r a d e s Ó p tic a s R e d e s ó p tic a s c o m o u m r e c u r s o c h a v e : A te n d e r a p lic a ç õ e s q u e d e m a n d a m a t r a n s m is s ã o d e g r a n d e s c o n ju n to s d e d a d o s e m lo n g a s d is tâ n c ia s ; E x e m p lo s d e a p lic a ç õ e s : L H C (Large Hadron C ollider) m a io r a c e le r a d o r d e p a r tí c u la s d o m u n d o ; V L B I (Very Long Baseline Interferometry) in fo r m a ç õ e s c o le ta d a s d e r a d io te le s c ó p io s d is t r ib u í d o s p e la E u r o p a, p r o c e s s a d a s e m g r a d e lo c a l; O p tip u te r : In ic ia t iv a q u e v is a in te r lig a r r e c u r s o s c o m p u ta c io n a is a tr a v é s d e r e d e s ó p t ic a s u tiliz a n d o IP ;

G r id O B S L im ita ç õ e s d o m o d e lo O C S (c o m u ta ç ã o d e la m b d a s ) A c o n s tr u ç ã o d e u m c ir c u ito d e d ic a d o p a r a c a d a r e q u is iç ã o é in v iá v e l; Im p r e v is ib ilid a d e n a s r e q u is iç õ e s d e s e r v iç o s ; D e m a n d a s d e te m p o v a r iá v e is d a s a p lic a ç õ e s.

G r id O B S R e d e s O B S a p r e s e n ta m v a n ta g e n s n o c o n te x to d e g r a d e s c o m p u ta c io n a is : A s r e q u is iç õ e s p o d e m s e r m a p e a d a s d ir e ta m e n te p a r a r a ja d a s ó p tic a s D ife r e n te s p e r fis d e tr á fe g o e u tiliz a ç ã o d o s re c u rs o s ; A s e p a r a ç ã o e n tr e d a d o s d e c o n tr o le e a p lic a ç ã o p e r m ite tr a n s m is s õ e s to ta lm e n te n o d o m í n io ó p tic o ; O p r o c e s s a m e n to e le tr ô n ic o d o s p a c o te s d e c o n tr o le p e r m ite a a d iç ã o d e n o v a s fu n c io n a lid a d e s D e s c o b e r ta d e r e c u r s o s, s e g u r a n ç a.

G r id O B S : P la n o d e c o n tr o le S in a liz a ç ã o n a tiv a X G M P L S P a r a r e d e s m e n o r e s e c o n e x õ e s d e c u r ta d u r a ç ã o a s in a liz a ç ã o O B S é m a is adequada. O G M P L S é m a is a tr a tiv o p a r a fa c ilita r a o p e ra ç ã o d e re d e s g ra n d e s, c o m c o n e x õ e s d e lo n g a d u r a ç ã o e a lta u tiliz a ç ã o d o s r e c u r s o s.

G r id O B S : P la n o d e c o n tr o le G M P L S X R e q u is ito s d e A p lic a ç õ e s Tipo de aplicação Funcionalidades do Banda requerida (pequenas e médias Plano de Controle quantidades) GMPLS Escalonamento Escalonamento imediato futuro Roteamento distribuído Banda requerida (grande quantidade) Escalonamento futuro Alto Baixo Baixo Estabelecimento de Alto conexões em tempo quase real Baixo Baixo Auto descoberta Alto Alto Alto Alto Alto Restauração rápida Baixo

G r id O B S : P la n o d e c o n tr o le P la n o d e c o n tr o le e s u a in te r a ç ã o c o m o m id d le w a r e d a g r a d e [G ig i E d w a r d ]

G r id O B S : A r q u ite tu r a c o m G M PLS P r o p o s ta d o O G F

G R ID O B S : A r q u ite tu r a A lte r n a tiv a P r o p o s ta A lte r n a tiv a d e D e L e e n h e e r e t a l, 2006

In ic ia tiv a s : E n L IG H T e n e d R e d e s ó p tic a s p a r a in te r lig a r r e c u r s o s c o m p u ta c io n a is d e a lto d e s e m p e n h o e in s tr u m e n to s c ie n tí fic o s d e fo r m a d in â m ic a, c o o r d e n a d a e a d a p ta tiv a ; In te g r a ç ã o d o p la n o d e c o n tr o le c o m o m id d le w a r e d e g r a d e s ; M o n ito r a ç ã o /d e s c o b e r ta d e r e c u r s o s ; S LA s; h ttp ://w w w.e n lig h te n e d c o m p u tin g.o r g /

In ic ia tiv a s : G E N I G lo b a l E n v ir o n m m e n t fo r N e tw o r k In n o v a tio n s P r o p õ e in fr a e s tr u tu r a d e r e d e p a r a s e r v ir d e b a s e p a r a e x p e r im e n to s d e c iê n c ia e e n g e n h a r ia e m r e d e s : U s u á r io s p o d e r ã o s o lic ita r q u a n tid a d e e s p e c í fic a d e r e c u r s o s p a r a e x p e r im e n to s ; L a b o r a tó r io p a r a e s tu d o d e n o v a s a r q u ite tu r a s e s o lu ç õ e s d e r e d e.

In ic ia tiv a s G L IF (h ttp ://w w w.g lif.is /) O r g a n iz a ç ã o v ir tu a l p a r a p r o v e r la m b d a s S u p o r te a a p lic a ç õ e s c ie n tí fic a s d e a lto desem penho C o m p o s ta d e r e d e s n a c io n a is (N R E N s ), c o n s ó r c io s e o u tr a s in s titu iç õ e s q u e tr a b a lh a m c o m la m b d a s R e c u rs o s d e re d e p o d e m s e r e s c a lo n á v e is L a m b d a G r id s

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A Á r e a s d e a tu a ç ã o : R e d e s ó p tic a s d e p r ó x im a g e r a ç ã o ; P la n o d e c o n tr o le ; G e r e n c ia m e n to d e r e d e s ó p tic a s ; Q u a lid a d e d e s e r v iç o ;

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A P r in c ip a is r e s u lta d o s : M o d ific a ç õ e s n a s in a liz a ç ã o G M P L S p a r a a te n d e r o s r e q u is ito s d a c o m u ta ç ã o d e r a ja d a s ó p tic a s ; U tiliz a ç ã o d e e n g e n h a r ia d e tr á fe g o p a r a p r o p o r c io n a r q u a lid a d e d e s e r v iç o d e fo r m a d in â m ic a ; A lte r n a tiv a s p a r a p o s s ib ilita r a c o m u n ic a ç ã o m u ltic a s t n o G M P L S ; E s ta b e le c im e n to d e c o n e x õ e s d e te r m in í s tic a s e m g r a d e s ; F r a m e w o r k p a r a Q o S e m r e d e s ó p tic a s ;

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A Im p le m e n ta ç õ e s (n o N S -2 ): A g e n te O B S ; A d a p ta ç ã o d e m u ltic a s t à c o m u ta ç ã o p o r r ó tu lo s : I n c lu s ã o d e u m a n o v a f u n ç ã o d e c á lc u lo d e LS P s; M o d ific a ç õ e s n a s in a liz a ç ã o G M P L S p a r a r e d e s O B S p a r a m in im iz a r o te m p o d e re s e rv a d e re c u rs o s. M o d ific a ç õ e s n o m e c a n is m o d e c o n tr o le o rd e n a d o ; U tiliz a ç ã o d e r ó tu lo s s u g e r id o s.

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A Q u a lid a d e d e s e r v iç o e m r e d e s ó p tic a s u tiliz a n d o e n g e n h a r ia d e tr á fe g o : F o i p r o p o s ta e d e s e n v o lv id a n o s im u la d o r u m a a r q u ite tu r a p a r a m o n ito r a ç ã o d e flu x o s d e (A g e n te D Q M A ); R e r o te a m e n to d in â m ic o d e flu x o s p r e ju d ic a d o s a tr a v é s d e E T ; Q o S a b s o lu ta.

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A A r q u ite tu r a d e G e r e n c ia m e n to D in â m ic o d e Q o S (D Q M ) V is ã o g e r a l d a a r q u ite t u r a D Q M

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A A g e n te D Q M A (D ynamic Q os Management Agent) O s a g e n t e s D Q M A in c o r p o r a d o s a o n ó s d a r e d e OBS.

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A P r o v is io n a m e n to a u to m á tic o d e c o n e x õ e s d e te r m in í s tic a s p a r a r e d e s G r id -O B S S e r v id o r G O B S ; S e le ç ã o d e r o ta s u tiliz a n d o e n g e n h a r ia d e tr á fe g o ; P a r â m e tr o s d e r e d e e c o m p u ta ç ã o.

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A F r a m e w o r k p a r a in te g r a ç ã o d e a p lic a ç õ e s d e G r a d e s c o m p u ta c io n a is e re d e s O B S. L o c a liz a ç ã o d e r e c u r s o s d e r e d e s q u e s a tis fa ç a m o s r e q u is ito s d a a p lic a ç ã o d e g ra d e. G e r e n c ia r o s n í v e is d e Q o S d e c a d a c la s s e d e r a ja d a s ó p tic a s. O fe r e c e r n í v e is d e g e r e n c ia m e n to d e Q o S R e a tiv o. P r ó -a tiv o.

A tiv id a d e s G E R C O M /U F P A F r a m e w o r k (fig u r a )

P r o je to s G E R C O M /U F P A Fapespa P r o tó tip o d e u m a R e d e O r ie n ta d a a S e r v iç o s b a s e a d a e m IP /G M P L S ; R e d e s M e tr o p o lita n a e E s ta d u a l M e tr o B e l e N a v e g a P a r á ; RNP P r o je to T ia m h a t : A u to b h a n X D r a g o n ; S e rp ro P r o je to C ip ó : A v a lia ç ã o e p r o p o s iç ã o d e m e lh o r ia s n a in fr a -e s tr u tu r a d a r e d e M P L S d o S e rp ro. IN C T : Web S cience

C o n s id e r a ç õ e s F in a is e P e r s p e c tiv a s F u tu r a s

C o n s id e r a ç õ e s F in a is e P e r s p e c tiv a s F u tu r a s R e s u lta d o s d e p e s q u is a s e m r e d e s ó p tic a s p r e c is a m s e r v a lid a d o s e m a m b ie n te s r e a is : C u s to s a in d a s ã o e le v a d o s ; A m b ie n te s (in fr a -e s tr u tu r a s ) d e te s te s m u n d ia is c o m o G E N I te n d ê n c ia.

C o n s id e r a ç õ e s F in a is e P e r s p e c tiv a s F u tu r a s P la n o d e c o n tr o le d e v e c o n s id e r a r a s p e c to s c o m o : R o te a m e n to in te r-d o m í n io ; A g e n d a m e n to fu tu r o d e c o n e x õ e s ; F u n c io n a lid a d e s c e n tr a liz a d a s x d is tr ib u í d a s ; R a p id e z n o e s ta b e le c im e n to d e conexões; O r ie n ta d o a o u s u á r io /a p lic a ç ã o ;

C o n s id e r a ç õ e s F in a is e P e r s p e c tiv a s F u tu r a s O u tr a s á r e a s d e in te r e s s e : R e d e s d e a c e s s o (W D M -P O N s ); R o te a m e n to c o n s id e r a n d o r e s tr iç õ e s d e c a m a d a fí s ic a ; M u ltic a s t; A g r e g a ç ã o d e tr á fe g o ; M o n ito r a ç ã o e d e te c ç ã o d e fa lh a s.

P e r g u n ta s? A n to n io A b e lé m a b e le m @ u fp a.b r