Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência Da Computação, 2015. / O gerenciamento de desempenho de aplicações é frequentemente dificultado pela presença de middleboxes, por sua variedade e capacidade de alterar o tráfego que os atravessa. Com o advento das Redes Definidas por Software (do Inglês, Software-Defined Networking, SDN), surgem novas possibilidades para o gerenciamento de desempenho a partir da programabilidade dos dispositivos e do controle centralizado do tráfego. Este trabalho propõe uma arquitetura que objetiva mitigar os desafios impostos pelos middleboxes ao monitoramento de desempenho em SDN. Em particular, é apresentado e validado um protótipo que identifica o tempo de resposta, a disponibilidade e informações de conexões de aplicações na presença de quatro middleboxes: um balanceador de carga, um firewall, um sistema de prevenção de intrusões (do Inglês, Intrusion Prevention System, IPS) e um sistema de tradução de endereços de rede (do Inglês, Network Address Translation, NAT). Para os três primeiros middleboxes, foram desenvolvidas Interfaces de Programação de Aplicações (do Inglês, Application Programming Interfaces, APIs) específicas. / Application Performance management is frequently hampered by the presence of middleboxes, because of their variety and capacity of modifying the traffic that traverses them. With the advent of Software-Defined Networking (SDN), new possibilities for performance management arise from the programmability of devices and the centralized control of traffic. This work proposes an architecture that aims at mitigating the challenges posed by middleboxes in performance monitoring in SDN. In particular, it is presented and validated a prototype that identifies the response time, the availability and connection information of applications in the presence of four middleboxes: a load balancer, a firewall, an Intrusion Prevention System (IPS) and a Network Address Translation (NAT) system. For the first three middleboxes, specific Application Programming Interfaces (APIs) were developed.

Submitted by Mayara Nascimento (mayara.nascimento@ufba.br) on 2017-05-25T10:43:35Z No. of bitstreams: 1 openwimesh-mob-thesis.pdf: 2880119 bytes, checksum: 22b2ecda798a5886836af27bd7152027 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-05-25T12:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 openwimesh-mob-thesis.pdf: 2880119 bytes, checksum: 22b2ecda798a5886836af27bd7152027 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T12:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 openwimesh-mob-thesis.pdf: 2880119 bytes, checksum: 22b2ecda798a5886836af27bd7152027 (MD5) / As Redes em Malha Sem Fio (WMN, do inglês Wireless Mesh Networks) têm sido apontadas como solução vantajosa para provimento de infraestrutura sem fio, principalmente, quando comparadas com outras arquiteturas baseadas no padrão IEEE 802.11. Adicionalmente, o uso de dispositivos móveis tem crescido de tal maneira que redes Wi-Fi ubíquas e suporte a mobilidade transparente são requisitos cruciais para os provedores de rede. De modo a proporcionar uma boa experiência de mobilidade aos usuários, a rede sem fio deve prover handoff transparente aos clientes móveis, preservando as métricas de QoS e QoE em níveis aceitáveis para acomodar aplicações de tempo real e de multimídia interativa, cuja utilização torna-se cada vez mais popular. Não obstante, as estratégias de gerenciamento de mobilidade tradicionais, baseadas no padrão 802.11, incorrem em latência e degradação da QoS na rede, impactando negativamente o desempenho das aplicações. Desse modo, este trabalho propõe uma nova estratégia de handoff definido por software e baseado em monitoramento passivo da qualidade dos enlaces. Nessa estratégia, o processo de handoff é inteiramente controlado pela rede, o que permite mobilidade transparente aos usuários e não requer qualquer mudança nos dispositivos do cliente. Assim, as principais contribuições deste trabalho são: i) propor uma métrica de qualidade de enlaces Wi-Fi, a fim de identificar oportunidades de handoff , baseado em monitoramento passivo; ii) propor um algoritmo de gerenciamento de handoff composto pelas estratégias de decisão e execução do handoff , além da seleção de AP para o cliente móvel, os quais, em conjunto, melhoram a experiência de mobilidade e otimizam o uso dos recursos de rede; e iii) desenvolver um protótipo como prova de conceito dessas estratégias, através do framework OpenWiMesh. Foi realizada uma análise detalhada sobre o desempenho da proposta, comparando-a com uma estratégia baseada no protocolo B.A.T.M.A.N. e handoff controlado pelo cliente. Os resultados mostram que a proposta de gerenciamento de handoff melhorou em até 70% as métricas de QoE durante a mobilidade de clientes, ao passo que manteve métricas chave de QoS abaixo de limites de restrição para aplicações de tempo real.

Orientador : Prof. Dr. Nunzio Marco Torrisi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2016. / As redes de computadores estão sofrendo mudanças ao longo dos últimos anos e várias tecnologias vem sendo implementadas com o intuito de renovar a forma de comunicação entre os dispositivos, quer sejam mudanças em meio físico (como aumento largura de banda devido a tecnologia de fibra ótica e novas tecnologias de comunicação wireless), quer sejam mudanças no modo de comunicação (diminuição do overhead de cabeçalhos, novos protocolos de comunicação(HTTP2), utilização de software para definir comportamento de rede. Um dos poucos pontos em que essas mudanças tecnológicas não interferiram foi no modo com o qual os dispositivos recebem seu endereço de rede, que ainda é através de um servidor DHCP. Dado este fato e a evolução do modelo tradicional de rede para redes definidas por software, este trabalho foi desenvolvido utilizando as funções presentes tanto no protocolo DHCP quanto nas Redes Definidas por Software criando uma solução de redundância múltipla do serviço de DHCP. / Computer networks are changing over the last few years, many technologies are being implemented as a way to renew how hosts should communicate between themselves. Some physical changes: increase of bandwidth through fiber optics technology, new wireless protocol; some software changes: decreasing protocol header overhead, new communication protocols(HTTP2), use of software to define network behavior. On the other hand, the way of network devices gets their IP address inside a network is one of the few features that those technology changes did not interfere, devices¿ IP addresses are still delivered by a DHCP server. Through these facts and the evolution of traditional computer networks to software defined networks, this work was developed merging some software defined network functions with DHCP functions in order to raise a new multiple redundancy DHCP service solution.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-05-12T18:54:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-05-13T16:00:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T16:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Diego Mafioletti.pdf: 3702852 bytes, checksum: 6f58b3bb600eedaceeb437d10afde1f9 (MD5) / Redes Definidas por Software (SDN) prometem um caminho tecnológico para fortalecer os usuários com habilidade de inovar em suas redes. Porém, a diversidade de switches de rede que suportam SDN ainda é um obstáculo para os engenheiros de rede dispostos a desenvolver aplicações inovadoras devido à implementação do hardware ser fechada e proprietária. Essa diversidade implica em desafios significantes no controle dos switches SDN e o desenvolvimento de aplicações SDN de alta performance, o que não contempla um dos pilares de SDN: permitir a pesquisa e inovação em redes de computadores. A proposta deste trabalho é explorar o limite de alguns equipamentos commodities de rede, tal como o switch Mikrotik RouterBoard, no qual seu firmware original é substituído pelo OpenWRT, uma distribuição baseada no GNU Linux, juntamente com o Open vSwitch (OvS), um switch virtual de código aberto independente de hardware, para a criação de um novo ambiente para experimentação em redes de computadores. Como prova de conceito, o protótipo foi implementado em switches comerciais de baixo custo, conduzindo experimentos com o objetivo de analisar certas características do protocolo OpenFlow portadas nestes equipamentos, como quantidade máxima de entradas na tabela de fluxo, a vazão de dados possível utilizando tamanhos variados de pacotes de rede, comparando seus resultados com a implementação original disponibilizada pelo fabricante e a influência da utilização da CPU do switch no resultado. Por fim, foi construído um switch com balanceamento de carga estocástico utilizando tabelas de grupos, um recurso disponível no OpenFlow a partir da versão 1.2, que somente foi possível graças à natureza de código fonte aberto das ferramentas escolhidas. Esta combinação de plataformas abertas representa um passo natural no desenvolvimento, implementação, e avaliação de aplicações SDN. / Software Defined Network (SDN) promises a technological path to empower users with the ability to innovate in their networks. However, the diversity of network switches supporting SDN are still roadblocks for network engineers willing to develop innovative applications due to the closed and proprietary hardware implementation. This diversity leads to significant challenges in the control of SDN switches and the development of high performance SDN applications, hampering the core proposal of SDN: to enable fast innovation in real networks. The proposal of this work is to explore the limits of some commodity network hardware, such as Mikrotik RouterBoard switch, in which its proprietary firmware was replaced by the OpenWRT, a distribution based on GNU Linux, together with the Open vSwitch (OvS), a hardware-agnostic open source virtual switch, to create a new environment for experimentation in computer networking. As proof of concept, the prototype was implemented in low cost commercial switches, conducting experiments in order to analyze certain features of the OpenFlow protocol ported in these equipment, such as maximum number of entries in the flow table, the data plane performance using different sizes of network packets, comparing their results with the original implementation provided by the manufacturer and the influence of switch CPU utilization in the result. This combination of open platforms represent a natural step in the development, deployment, and evaluation of SDN applications.

Orientadora: Profª. Drª. Christiane Marie Schweitzer / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2014. / Os sistemas em nuvem representam uma nova solução para provedores de serviços de rede para empresas de pequeno e médio porte. Esses provedores possuem centrais de dados com grande quantidade de servidores, instalados sobre uma estrutura virtualizada e que permite a alocação dos espaços para diversas empresas que tem necessidade de hospedagem de serviços e dados e não possuem recursos financeiros para sua própria central de dados. Por meio das Redes Definidas por Software (Software Defined Networks - SDN) o plano de controle está separadodo plano de dados fazendo surgir uma nova solução de operação e gerenciamento das redes. Oplano de dados é composto por switches, roteadores e hosts, responsável pelo tráfego dainformação através de seus fluxos, enquanto o plano de controle é implementado emsoftwaree é responsável pelo roteamento de pacotes e arquitetura. Os controladores são responsáveispela manutenção dos fluxos. Atualmente os controladores disponíveis para utilização e decódigo aberto, são: NOX, POX, Maestro, Beacon e Floodlight. Assim, o uso de SDN emsistemas de computação em nuvem, permite uma flexibilização da operação e gerenciamentode centrais de dados. Neste sentido, este trabalho procurou avaliar a resistência de controladoresSDNs diante de ataques de negação de serviço, que possam interromper seu funcionamento,comprometendo a segurança da rede, por meio de testes constatou-se que o controlador NOXapresentou um comportamento bastante satisfatório, mantendo as conexões de rede ativas sobstress. Além disso, diante do problema que administradores de centrais de dados se defrontamquando precisam alocar ou aumentar as máquinas virtuais no conjunto de servidores da nuvem,nem sempre é possível alocar máquinas virtuais próximas umas das outras no mesmo servidor,interferindo na vazão da rede, foi investigada uma solução para permitir esta reorganização.Esta solução foi chamada de desfragmentador de redes e permite o deslocamento das máquinasvirtuais, fazendo com que sejam alocadas em um único conjunto físico de servidores. Estareorganização é feita sob demanda e em tempo real, e os resultados apresentados são bastante interessantes mostrando a viabilidade da solução. / Cloud systems represent a new solution for network service providers for small and mid-sized companies. These providers have datacenters with large amount of servers, installed on a virtualized structure and allowing the allocation of spaces for several companies that have needof hosting services and data and they do not have the financial resources to your own datacenter. In the Software Defined Networks (SDNs), the control plane is separated from the data plan making a new solution of networks operation and management. The data plan is composed of switches, routers and hosts, responsible for the traffic information through its streams, while the control plan is implemented in software and is responsible for the architecture and routing of packets. Controllers are responsible for the management of the streams. Currently, the available controllers, for use and open source, are: NOX, POX, Maestro, Beacon and Floodlight. Thus, the use of SDN, in cloud computing systems, allows a flexibility of operation and management of datacenters. In this sense, this work sought to evaluate the resistance of SDNs controllers in front of denial-of-service attacks that can disruptits operation, compromising network security, by testing it was found that the NOX controllerpresented a quite satisfying behavior, keeping active network connections under stress.Moreover, faced with the problem that datacenter administrators when they need to allocate orincrease the virtual machines in the cloud servers, it is not always possible to allocate virtualmachines near to each other on the same server, interfering with network flow, was investigateda solution to allow this reorganization. This solution was called the network defragmenter and allows the movement of virtual machines, which are allocated on a single set of physical servers. This reorganisation is made on demand and in real time, and the results are quite interesting, showing the viability of the solution.