The management of network bandwidth is more important along with the population growth of Internet. For the issue of network bandwidth management the first thing needs to be done is to analyze network traffic belongs to which protocol. And then we can restrict the usage of network bandwidth accroding to the mangement policy. The mean used to identify network traffic in the past is port-based one which based on the well-known default port number of application protocols. For example, the Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) uses port number 80 as his default port, therefor we could classify traffic which appears in port 80 as HTTP traffic. It is not enough for applications in our own day, especilly the Peer-to-Peer application that used random port number as his default port in order to evade the port-based classifiaction. In order to conquer the issue described above we developed a content-based protocol classifier which inspects the payload of packets. We also compared our system with other content-based protocol classifiers. In addition, we also provided a verification tool which verifies the result of protocol classifier by connecting to the host and testing the hehavior of specific application.

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O projeto ISAM apresenta uma plataforma para o desenvolvimento e a execução de aplicações pervasivas. O ambiente de execução proposto na arquitetura ISAM, denominado ISAMpe (ISAM pervasive environment), foi concebido para ser implantado em escala global, com elevado número de componentes. Esses componentes podem ser móveis ou fixos e podem apresentar limitações em seus recursos computacionais. Muitas das aplicações pervasivas que podem ser executadas no ISAMpe têm necessidade de um serviço de disseminação capaz de distribuir informações de um produtor para um grande número de consumidores. Esta dissertação apresenta um serviço de disseminação de informações para a arquitetura ISAM, denominado DIMI (Disseminador Multicast de Informações). O DIMI apresenta uma arquitetura de multicast no nível de aplicação. O DIMI propõe um algoritmo de formação da topologia de disseminação que tem o objetivo de alcançar maior escalabilidade pelo alívio de sobrecarga em participantes específicos do canal, durante os momentos em que houver um grande número de novos consumidores querendo iniciar o consumo simultaneamente. No seu ambiente-alvo, o ISAMpe, o DIMI também oferece suporte à desconexão planejada, permitindo que dispositivos computacionais com limitações de conectividade participem da disseminação, e ainda oferece suporte à mobilidade de usuários. A topologia de comunicação do DIMI adapta-se às condições da rede física subjacente a ela, de acordo com critérios específicos da aplicação que utilizar o serviço. Os resultados obtidos com a simulação de alguns aspectos do funcionamento do DIMI e com a execução do protótipo do mesmo validam os argumentos usados para justificar a necessidade e a forma de construção do serviço. / The ISAM project presents a platform to the development and to the execution of pervasive applications. The execution environment proposed by the ISAM architecture, named ISAMpe (ISAM pervasive environment) was conceived to be deployed on global scale, having a large number of components. These components may be mobile or static and may present computational resource limitations. Many of the pervasive applications that may be executed on the ISAMpe need a dissemination service capable of distribute information from one producer to many consumers. This dissertation presents a information dissemination service for the ISAM architecture, named DIMI (Multicast Information Disseminator - Disseminador Multicast de Informações). DIMI presents an application-level multicast architecture. DIMI proposes an algorithm to create the dissemination topology which objective is to achieve scalability through the relief of overload on specific participants of the channel, during the moments where many new consumers want to start consumption simultaneously. Inside its target-environment, DIMI also offer support to user mobility and to planned disconnection, allowing resource limited computational devices to be participants of the dissemination. DIMI's dissemination topology adapt itself to the conditions of fabric network, accordingly to applications' criteria. The results obtained with the simulation of some DIMI's characteristics and with prototipation validate the arguments used to justify the necessity and the way of construction of the service.

O projeto ISAM apresenta uma plataforma para o desenvolvimento e a execução de aplicações pervasivas. O ambiente de execução proposto na arquitetura ISAM, denominado ISAMpe (ISAM pervasive environment), foi concebido para ser implantado em escala global, com elevado número de componentes. Esses componentes podem ser móveis ou fixos e podem apresentar limitações em seus recursos computacionais. Muitas das aplicações pervasivas que podem ser executadas no ISAMpe têm necessidade de um serviço de disseminação capaz de distribuir informações de um produtor para um grande número de consumidores. Esta dissertação apresenta um serviço de disseminação de informações para a arquitetura ISAM, denominado DIMI (Disseminador Multicast de Informações). O DIMI apresenta uma arquitetura de multicast no nível de aplicação. O DIMI propõe um algoritmo de formação da topologia de disseminação que tem o objetivo de alcançar maior escalabilidade pelo alívio de sobrecarga em participantes específicos do canal, durante os momentos em que houver um grande número de novos consumidores querendo iniciar o consumo simultaneamente. No seu ambiente-alvo, o ISAMpe, o DIMI também oferece suporte à desconexão planejada, permitindo que dispositivos computacionais com limitações de conectividade participem da disseminação, e ainda oferece suporte à mobilidade de usuários. A topologia de comunicação do DIMI adapta-se às condições da rede física subjacente a ela, de acordo com critérios específicos da aplicação que utilizar o serviço. Os resultados obtidos com a simulação de alguns aspectos do funcionamento do DIMI e com a execução do protótipo do mesmo validam os argumentos usados para justificar a necessidade e a forma de construção do serviço. / The ISAM project presents a platform to the development and to the execution of pervasive applications. The execution environment proposed by the ISAM architecture, named ISAMpe (ISAM pervasive environment) was conceived to be deployed on global scale, having a large number of components. These components may be mobile or static and may present computational resource limitations. Many of the pervasive applications that may be executed on the ISAMpe need a dissemination service capable of distribute information from one producer to many consumers. This dissertation presents a information dissemination service for the ISAM architecture, named DIMI (Multicast Information Disseminator - Disseminador Multicast de Informações). DIMI presents an application-level multicast architecture. DIMI proposes an algorithm to create the dissemination topology which objective is to achieve scalability through the relief of overload on specific participants of the channel, during the moments where many new consumers want to start consumption simultaneously. Inside its target-environment, DIMI also offer support to user mobility and to planned disconnection, allowing resource limited computational devices to be participants of the dissemination. DIMI's dissemination topology adapt itself to the conditions of fabric network, accordingly to applications' criteria. The results obtained with the simulation of some DIMI's characteristics and with prototipation validate the arguments used to justify the necessity and the way of construction of the service.

O projeto ISAM apresenta uma plataforma para o desenvolvimento e a execução de aplicações pervasivas. O ambiente de execução proposto na arquitetura ISAM, denominado ISAMpe (ISAM pervasive environment), foi concebido para ser implantado em escala global, com elevado número de componentes. Esses componentes podem ser móveis ou fixos e podem apresentar limitações em seus recursos computacionais. Muitas das aplicações pervasivas que podem ser executadas no ISAMpe têm necessidade de um serviço de disseminação capaz de distribuir informações de um produtor para um grande número de consumidores. Esta dissertação apresenta um serviço de disseminação de informações para a arquitetura ISAM, denominado DIMI (Disseminador Multicast de Informações). O DIMI apresenta uma arquitetura de multicast no nível de aplicação. O DIMI propõe um algoritmo de formação da topologia de disseminação que tem o objetivo de alcançar maior escalabilidade pelo alívio de sobrecarga em participantes específicos do canal, durante os momentos em que houver um grande número de novos consumidores querendo iniciar o consumo simultaneamente. No seu ambiente-alvo, o ISAMpe, o DIMI também oferece suporte à desconexão planejada, permitindo que dispositivos computacionais com limitações de conectividade participem da disseminação, e ainda oferece suporte à mobilidade de usuários. A topologia de comunicação do DIMI adapta-se às condições da rede física subjacente a ela, de acordo com critérios específicos da aplicação que utilizar o serviço. Os resultados obtidos com a simulação de alguns aspectos do funcionamento do DIMI e com a execução do protótipo do mesmo validam os argumentos usados para justificar a necessidade e a forma de construção do serviço. / The ISAM project presents a platform to the development and to the execution of pervasive applications. The execution environment proposed by the ISAM architecture, named ISAMpe (ISAM pervasive environment) was conceived to be deployed on global scale, having a large number of components. These components may be mobile or static and may present computational resource limitations. Many of the pervasive applications that may be executed on the ISAMpe need a dissemination service capable of distribute information from one producer to many consumers. This dissertation presents a information dissemination service for the ISAM architecture, named DIMI (Multicast Information Disseminator - Disseminador Multicast de Informações). DIMI presents an application-level multicast architecture. DIMI proposes an algorithm to create the dissemination topology which objective is to achieve scalability through the relief of overload on specific participants of the channel, during the moments where many new consumers want to start consumption simultaneously. Inside its target-environment, DIMI also offer support to user mobility and to planned disconnection, allowing resource limited computational devices to be participants of the dissemination. DIMI's dissemination topology adapt itself to the conditions of fabric network, accordingly to applications' criteria. The results obtained with the simulation of some DIMI's characteristics and with prototipation validate the arguments used to justify the necessity and the way of construction of the service.

Networking protocols have been developed throughout time following layered architectures such as the Open Systems Interconnection model and the Internet model. These protocols are grouped in the Internet protocol suite. Most developers do not deal with low-level protocols, instead they design application-level protocols on top of the low-level protocol. Although each application-level protocol is different, there is commonality among them and developers can apply lessons learned from one protocol to the design of new ones. Design patterns can help by gathering and sharing proven and reusable solution to common, reoccurring design problems. The Application-level Communication Protocols Design Patterns language captures this knowledge about application-level protocol design, so developers can create better, more fitting protocols base on these common and well proven solutions. Another aspect of contemporary development technics is the need of distribution of software artifacts. Most of the development companies have started using Cloud Computing services to overcome this need; either public or private clouds are widely used. Future developers need to manage this technology infrastructure, software, and platform as services. These two aspects, communication protocols design and cloud computing represent an opportunity to contribute to the software development community and to the software engineering education curriculum. The Application-level Communication Protocols Design Patterns language aims to help solve communication software design. The use of cloud computing in programming assignments targets on a positive influence on improving the Analysis to Reuse skills of students of computer science careers.

O custo de serviços na Internet tem encorajado o uso de cache a nível de aplicação para suprir as demandas dos usuários e melhorar a escalabilidade e disponibilidade de aplicações. Cache a nível de aplicação, onde desenvolvedores manualmente controlam o conteúdo cacheado, tem sido adotada quando soluções tradicionais de cache não são capazes de atender aos requisitos de desempenho desejados. Apesar de sua crescente popularidade, este tipo de cache é tipicamente endereçado de maneira ad-hoc, uma vez que depende de detalhes específicos da aplicação para ser desenvolvida. Dessa forma, tal cache consiste em uma tarefa que requer tempo e esforço, além de ser altamente suscetível a erros. Esta dissertação avança o trabalho relacionado a cache a nível de aplicação provendo uma compreensão de seu estado de prática e automatizando a identificação de conteúdo cacheável, fornecendo assim suporte substancial aos desenvolvedores para o projeto, implementação e manutenção de soluções de caching. Mais especificamente, este trabalho apresenta três contribuições: a estruturação de conhecimento sobre caching derivado de um estudo qualitativo, um levantamento do estado da arte em abordagens de cache estáticas e adaptativas, e uma técnica que automatiza a difícil tarefa de identificar oportunidades de cache O estudo qualitativo, que envolveu a investigação de dez aplicações web (código aberto e comercial) com características diferentes, permitiu-nos determinar o estado de prática de cache a nível de aplicação, juntamente com orientações práticas aos desenvolvedores na forma de padrões e diretrizes. Com base nesses padrões e diretrizes derivados, também propomos uma abordagem para automatizar a identificação de métodos cacheáveis, que é geralmente realizado manualmente por desenvolvedores. Tal abordagem foi implementada como um framework, que pode ser integrado em aplicações web para identificar automaticamente oportunidades de cache em tempo de execução, com base na monitoração da execução do sistema e gerenciamento adaptativo das decisões de cache. Nós avaliamos a abordagem empiricamente com três aplicações web de código aberto, e os resultados indicam que a abordagem é capaz de identificar oportunidades de cache adequadas, melhorando o desempenho das aplicações em até 12,16%. / Latency and cost of Internet-based services are encouraging the use of application-level caching to continue satisfying users’ demands, and improve the scalability and availability of origin servers. Application-level caching, in which developers manually control cached content, has been adopted when traditional forms of caching are insufficient to meet such requirements. Despite its popularity, this level of caching is typically addressed in an adhoc way, given that it depends on specific details of the application. Furthermore, it forces application developers to reason about a crosscutting concern, which is unrelated to the application business logic. As a result, application-level caching is a time-consuming and error-prone task, becoming a common source of bugs. This dissertation advances work on application-level caching by providing an understanding of its state-of-practice and automating the decision regarding cacheable content, thus providing developers with substantial support to design, implement and maintain application-level caching solutions. More specifically, we provide three key contributions: structured knowledge derived from a qualitative study, a survey of the state-of-the-art on static and adaptive caching approaches, and a technique and framework that automate the challenging task of identifying cache opportunities The qualitative study, which involved the investigation of ten web applications (open-source and commercial) with different characteristics, allowed us to determine the state-of-practice of application-level caching, along with practical guidance to developers as patterns and guidelines to be followed. Based on such patterns and guidelines derived, we also propose an approach to automate the identification of cacheable methods, which is often manually done and is not supported by existing approaches to implement application-level caching. We implemented a caching framework that can be seamlessly integrated into web applications to automatically identify and cache opportunities at runtime, by monitoring system execution and adaptively managing caching decisions. We evaluated our approach empirically with three open-source web applications, and results indicate that we can identify adequate caching opportunities by improving application throughput up to 12.16%. Furthermore, our approach can prevent code tangling and raise the abstraction level of caching.

O custo de serviços na Internet tem encorajado o uso de cache a nível de aplicação para suprir as demandas dos usuários e melhorar a escalabilidade e disponibilidade de aplicações. Cache a nível de aplicação, onde desenvolvedores manualmente controlam o conteúdo cacheado, tem sido adotada quando soluções tradicionais de cache não são capazes de atender aos requisitos de desempenho desejados. Apesar de sua crescente popularidade, este tipo de cache é tipicamente endereçado de maneira ad-hoc, uma vez que depende de detalhes específicos da aplicação para ser desenvolvida. Dessa forma, tal cache consiste em uma tarefa que requer tempo e esforço, além de ser altamente suscetível a erros. Esta dissertação avança o trabalho relacionado a cache a nível de aplicação provendo uma compreensão de seu estado de prática e automatizando a identificação de conteúdo cacheável, fornecendo assim suporte substancial aos desenvolvedores para o projeto, implementação e manutenção de soluções de caching. Mais especificamente, este trabalho apresenta três contribuições: a estruturação de conhecimento sobre caching derivado de um estudo qualitativo, um levantamento do estado da arte em abordagens de cache estáticas e adaptativas, e uma técnica que automatiza a difícil tarefa de identificar oportunidades de cache O estudo qualitativo, que envolveu a investigação de dez aplicações web (código aberto e comercial) com características diferentes, permitiu-nos determinar o estado de prática de cache a nível de aplicação, juntamente com orientações práticas aos desenvolvedores na forma de padrões e diretrizes. Com base nesses padrões e diretrizes derivados, também propomos uma abordagem para automatizar a identificação de métodos cacheáveis, que é geralmente realizado manualmente por desenvolvedores. Tal abordagem foi implementada como um framework, que pode ser integrado em aplicações web para identificar automaticamente oportunidades de cache em tempo de execução, com base na monitoração da execução do sistema e gerenciamento adaptativo das decisões de cache. Nós avaliamos a abordagem empiricamente com três aplicações web de código aberto, e os resultados indicam que a abordagem é capaz de identificar oportunidades de cache adequadas, melhorando o desempenho das aplicações em até 12,16%. / Latency and cost of Internet-based services are encouraging the use of application-level caching to continue satisfying users’ demands, and improve the scalability and availability of origin servers. Application-level caching, in which developers manually control cached content, has been adopted when traditional forms of caching are insufficient to meet such requirements. Despite its popularity, this level of caching is typically addressed in an adhoc way, given that it depends on specific details of the application. Furthermore, it forces application developers to reason about a crosscutting concern, which is unrelated to the application business logic. As a result, application-level caching is a time-consuming and error-prone task, becoming a common source of bugs. This dissertation advances work on application-level caching by providing an understanding of its state-of-practice and automating the decision regarding cacheable content, thus providing developers with substantial support to design, implement and maintain application-level caching solutions. More specifically, we provide three key contributions: structured knowledge derived from a qualitative study, a survey of the state-of-the-art on static and adaptive caching approaches, and a technique and framework that automate the challenging task of identifying cache opportunities The qualitative study, which involved the investigation of ten web applications (open-source and commercial) with different characteristics, allowed us to determine the state-of-practice of application-level caching, along with practical guidance to developers as patterns and guidelines to be followed. Based on such patterns and guidelines derived, we also propose an approach to automate the identification of cacheable methods, which is often manually done and is not supported by existing approaches to implement application-level caching. We implemented a caching framework that can be seamlessly integrated into web applications to automatically identify and cache opportunities at runtime, by monitoring system execution and adaptively managing caching decisions. We evaluated our approach empirically with three open-source web applications, and results indicate that we can identify adequate caching opportunities by improving application throughput up to 12.16%. Furthermore, our approach can prevent code tangling and raise the abstraction level of caching.

O custo de serviços na Internet tem encorajado o uso de cache a nível de aplicação para suprir as demandas dos usuários e melhorar a escalabilidade e disponibilidade de aplicações. Cache a nível de aplicação, onde desenvolvedores manualmente controlam o conteúdo cacheado, tem sido adotada quando soluções tradicionais de cache não são capazes de atender aos requisitos de desempenho desejados. Apesar de sua crescente popularidade, este tipo de cache é tipicamente endereçado de maneira ad-hoc, uma vez que depende de detalhes específicos da aplicação para ser desenvolvida. Dessa forma, tal cache consiste em uma tarefa que requer tempo e esforço, além de ser altamente suscetível a erros. Esta dissertação avança o trabalho relacionado a cache a nível de aplicação provendo uma compreensão de seu estado de prática e automatizando a identificação de conteúdo cacheável, fornecendo assim suporte substancial aos desenvolvedores para o projeto, implementação e manutenção de soluções de caching. Mais especificamente, este trabalho apresenta três contribuições: a estruturação de conhecimento sobre caching derivado de um estudo qualitativo, um levantamento do estado da arte em abordagens de cache estáticas e adaptativas, e uma técnica que automatiza a difícil tarefa de identificar oportunidades de cache O estudo qualitativo, que envolveu a investigação de dez aplicações web (código aberto e comercial) com características diferentes, permitiu-nos determinar o estado de prática de cache a nível de aplicação, juntamente com orientações práticas aos desenvolvedores na forma de padrões e diretrizes. Com base nesses padrões e diretrizes derivados, também propomos uma abordagem para automatizar a identificação de métodos cacheáveis, que é geralmente realizado manualmente por desenvolvedores. Tal abordagem foi implementada como um framework, que pode ser integrado em aplicações web para identificar automaticamente oportunidades de cache em tempo de execução, com base na monitoração da execução do sistema e gerenciamento adaptativo das decisões de cache. Nós avaliamos a abordagem empiricamente com três aplicações web de código aberto, e os resultados indicam que a abordagem é capaz de identificar oportunidades de cache adequadas, melhorando o desempenho das aplicações em até 12,16%. / Latency and cost of Internet-based services are encouraging the use of application-level caching to continue satisfying users’ demands, and improve the scalability and availability of origin servers. Application-level caching, in which developers manually control cached content, has been adopted when traditional forms of caching are insufficient to meet such requirements. Despite its popularity, this level of caching is typically addressed in an adhoc way, given that it depends on specific details of the application. Furthermore, it forces application developers to reason about a crosscutting concern, which is unrelated to the application business logic. As a result, application-level caching is a time-consuming and error-prone task, becoming a common source of bugs. This dissertation advances work on application-level caching by providing an understanding of its state-of-practice and automating the decision regarding cacheable content, thus providing developers with substantial support to design, implement and maintain application-level caching solutions. More specifically, we provide three key contributions: structured knowledge derived from a qualitative study, a survey of the state-of-the-art on static and adaptive caching approaches, and a technique and framework that automate the challenging task of identifying cache opportunities The qualitative study, which involved the investigation of ten web applications (open-source and commercial) with different characteristics, allowed us to determine the state-of-practice of application-level caching, along with practical guidance to developers as patterns and guidelines to be followed. Based on such patterns and guidelines derived, we also propose an approach to automate the identification of cacheable methods, which is often manually done and is not supported by existing approaches to implement application-level caching. We implemented a caching framework that can be seamlessly integrated into web applications to automatically identify and cache opportunities at runtime, by monitoring system execution and adaptively managing caching decisions. We evaluated our approach empirically with three open-source web applications, and results indicate that we can identify adequate caching opportunities by improving application throughput up to 12.16%. Furthermore, our approach can prevent code tangling and raise the abstraction level of caching.

隨著網際網路在商業上應用的增加，新的技術、新的標準以及新的應用不斷的推陳出新，網際網路電子商務已成為現今資訊管理的重要課題。無疑地，網際網路電子商務吸引了各行各業的注意，但不表示各行各業對網際網路的各項應用已廣為採用，且這些應用並不表示可以產生收益。本研究將網際網路應用層面分為三類：「企業對外部個人」、「企業內部員工」、「有業務往來之企業」等三種不同的應用對象，針對國內企業，探討企業特質與是否採用任何網際網路應用的關係、企業特質與應用網際網路服務對象的關係。最後根據對國內Internet應用的調查，利用企業在各應用層面的應用與深度，找出國內企業Internet應用的應用層次。 本研究針對國內一千大企業的資訊主管，以郵寄的方式，共寄出900份問卷，回收率為20.2%，有效回收率為19.4%。現今已有75.7%的企業有Internet應用，並且有一半的企業應用Internet技術在一年之內。經資料分析後發現，採用及未採用Internet的企業兩者在最高主管的態度、組織的運作績效、及網路技術應用的熟悉度與成熟度等有顯著的差異存在。另外，Internet應用的服務對象與產業別、企業規模、組織集權程度、最高主管的態度、網路技術應用的熟悉度與成熟度、組織的運作績效等企業特質有關。 根據文獻探討所整理出的Internet應用層面，調查企業的應用情形及應用深度，歸納出「內外整合」、「內部支援」、「基本應用」等三個應用層次，並發現這三個層次的電腦化歷史及Internet的使用歷史並無顯著的差異，可知，企業電腦化的歷史或者是Internet使用的歷史與Internet應用層次無關，完全依照企業的需要，建置所需的應用。