O gerenciamento de redes é realizado seguindo diversos modelos, baseados em diferentes paradigmas. Os paradigmas tradicionais de gerenciamento compreendem o paradigma centralizado e o paradigma hierárquico fracamente distribuído. Tais paradigmas, contudo, apresentam limitações para o gerenciamento de diversas redes atuais, em virtude de fatores como o aumento em tamanho, em complexidade e em heterogeneidade destas redes. Em adição a estes fatores, existem atualmente contextos de rede que, por apresentarem certas peculiaridades, não podem ser gerenciados de modo apropriado por tais modelos. Estas limitações e requisitos diferenciados encontrados nas redes atuais trazem a necessidade do emprego de modelos de gerenciamento inovadores, baseados nos paradigmas fortemente distribuídos. Neste contexto, uma tecnologia que se mostra promissora para o desenvolvimento de um modelo de gerenciamento com tais características é a tecnologia peer-to-peer (P2P). Esta Tese versa sobre estes tópicos. Discute, como primeiro objetivo, as limitações dos modelos tradicionais para o gerenciamento de contextos modernos de rede, isto é, contextos de redes atuais que possuem particularidades distintas e, com isto, demandam requisitos de gerenciamento específicos, não identificados nas redes tradicionais. Define e investiga, então, como segundo objetivo, um modelo de gerenciamento fortemente distribuído baseado na tecnologia P2P. Este modelo visualiza a rede P2P como uma infra-estrutura que provê suporte para que as operações de gerenciamento sejam desempenhadas com forte distribuição. Por fim, como terceiro objetivo, analisa como as soluções de gerenciamento para redes atuais baseadas neste modelo podem ser classificadas segundo os paradigmas de gerenciamento das principais taxonomias propostas na literatura. Tal análise proporciona a identificação das limitações destas taxonomias para a classificação das soluções de gerenciamento requeridas para os contextos de redes atuais e deu origem à definição de uma taxonomia para soluções de gerenciamento que destaca as características e os requisitos demandados dos modelos de gerenciamento modernos. / Network management is carried out following several models, based on different paradigms. Traditional management paradigms consist of centralized and weakly distributed hierarchical ones. However, such paradigms present limitations to be applied to the management of several today networks. This occurs because of some issues such as the grown in size, complexity and heterogeneity of such networks. Additionally, nowadays, there are network contexts that can not be appropriately managed by such models because of some context peculiarities. Those today’s networks drawbacks and requirements demand the employment of innovative models, based on strongly distributed paradigms. A technology that seems promising in addressing such needs is peer-to-peer (P2P). This Thesis discusses about those topics. As its first objective, the Thesis discusses traditional models drawbacks to the management of modern network contexts, this is, current network contexts that have some different peculiarities and, because of them, demand specific management requirements not existent in traditional networks. As its second objective, the Thesis defines and investigates a strongly distributed management model based on P2P technology. Such model looks at P2P network as an infrastructure that can be used as support to management operations be accomplished in a strongly distributed way. Finally, as its third objective, the Thesis analyses how the management solutions based on such model can be classified according the management paradigms of the main literature taxonomies. Such analysis provides the identification of taxonomies limitations to the classification of management solutions required by today’s network contexts. It has originated the definition of a management solution taxonomy that emphasizes the features and requirements demanded of modern management models.

Apresentamos um novo Protocolo de Controle de Transporte fim-a-fim, implementado somente do lado do transmissor, chamado TCP HolyWood ou, abreviadamente, TCP-HW. Em um ambiente de rede cabeada simulada, TCP HolyWood supera em vazão media três dos mais importantes protocolos TCPs já elaborados. Estamos falando de TCP Reno, TCP Westwood, e TCP Vegas; e em variação de retardo media ao TCP Reno bem como ao TCP Vegas. Alem disso, de acordo com o índice de Jain, nossa proposta e tão imparcial quanto o padrão, TCP Reno. / We introduce a new end-to-end, sender side Transport Control Protocol called TCP HolyWood or in short TCP-HW. In a simulated wired environment, TCP HolyWood outperforms in average throughput, three of the more important TCP protocols ever made, we are talking about TCP Reno, TCP Westwood, and TCP Vegas; and in average jitter to TCP Reno and TCP Vegas too. In addition, according to Jain’s index, our proposal is as fair as TCP Reno, the Standard.

Com o crescimento em número e diversidade dos componentes das redes de computadores, surge a necessidade de buscar uma maneira consistente de realizar seu gerenciamento para, com isso, manter toda sua estrutura funcionando de forma suave e atendendo às necessidades de seus usuários e às expectativas de seus administradores. Em aspectos gerais, as abordagens centralizadas têm se mostrado inadequadas para o gerenciamento de redes de computadores com um grande número de nós ou com grande diversidade de dispositivos. A necessidade de distribuição da gerência torna-se, assim, evidente, onde vários operadores administram cooperativamente a rede, cada um sendo responsável por um segmento da mesma, mas que precisam poder inspecionar os demais segmentos para poder resolver problemas distintos. Por isso a necessidade de um sistema de suporte ao gerenciamento cooperativo, que forneça suporte à interação dos administradores, independente de tempo e da localização dos participantes. É esse sistema que determinará como os administradores vão se comunicar, distribuir responsabilidades, compartilhar informações, e utilizar as ferramentas disponíveis. Nesse contexto, esta dissertação de mestrando apresenta a proposta de um ambiente de gerenciamento distribuído e cooperativo, baseado na tecnologia P2P. Esse ambiente oferece quatro serviços: compartilhamento de arquivos de configuração de dispositivos, compartilhamento de registros de dispositivos, configuração de dispositivos e solicitação de reserva de banda. A partir da proposta do ambiente foi implementada em Java, utilizando a plataforma de desenvolvimento JXTA, uma aplicação para a realização de testes, com o objetivo de confirmar a possibilidade de utilização da aplicação para realizar o gerenciamento de redes. Os parâmetros observados nas avaliações de desempenho foram o tráfego gerado e o tempo de resposta. Os resultados dos testes comprovaram a possibilidade da utilização de sistemas P2P para facilitar o gerenciamento cooperativo de redes e foram bastante satisfatórios com relação aos parâmetros avaliados. / With the increasing number and diversity of components of the computer networks, comes the necessity to find a consistent way to manage modern networks. This is required in order to keep all network infrastructures working in a proper and smooth way, while taking care of to the network users’ necessities and filling the network administrators’ expectations. In general aspects, the centralized management approaches are inadequate for the management of networks with a great number of nodes or great diversity of devices. The necessity of a distributed management thus becomes evident. In such distributed management, a group of administrators manages a single network in a cooperative fashion, each administrator being responsible for a segment of the managed network but at the same time being able to inspect other remote segments in order to solve non-overlapping problems. That is the motivation for having management systems with proper cooperative management support that allows interactions among administrators independent of time and location. Such a system will determine how administrators will communicate to delegate responsibilities, share information, and use the available tools. In this context, this dissertation presents the proposal of a distributed and cooperative management environment based on P2P technology. This environment offers four services: sharing of device configuration files, sharing of registered devices, configuration of devices, and bandwidth reservation. Based on the proposed environment, a Java application, using the JXTA development platform, has been implemented. This application allowed us to test and confirm the possibility of using P2P technologies for network management. In addition, the performance of the implemented solution has been measured considering the generated management traffic and response time. The results from the evaluation tests had proven the possibility of the use of P2P systems to facilitate the cooperative network management and had been sufficiently satisfactory in relation to the evaluated parameters.

No contexto do gerenciamento de redes de computadores, domínios são recursos utilizados para agrupar objetos gerenciáveis. Os mapas de rede utilizados pelos sistemas de gerenciamento são exemplos bastante comuns do uso de domínios. Domínios são importantes porque as ações de gerenciamento podem ser aplicadas a todos os objetos gerenciáveis membros de um domínio ao mesmo tempo, não sendo necessário, então, repetir a mesma ação em cada objeto gerenciável, um a um. Domínios que necessitam ser rapidamente criados, utilizados e descartados são referenciados nesta dissertação de mestrado como domínios dinâmicos. Atualmente, na maioria dos sistemas de gerenciamento de redes não existem facilidades disponíveis para suportar o conceito desse tipo de domínios. Em relação aos aspectos de visualização, a apresentação visual de domínios deve ser realizada de forma adequada, visto que, atualmente, as GUIs estão presentes na maioria dos sistemas de gerenciamento. Entretanto, os processos de visualização de domínios utilizados pelos sistemas de gerenciamento atuais apresentam limitações em relação à configuração de características visuais dos domínios apresentados. Essas características são estáticas, não permitindo ao usuário, dessa forma, escolher como deseja visualizar um determinado domínio. Nesta dissertação de mestrado são apresentados a definição e o desenvolvimento de duas novas linguagens que têm por objetivo aperfeiçoar a criação e a visualização de domínios dinâmicos. A primeira linguagem é baseada em um modelo de informação do ambiente gerenciado e é utilizada para criar, de forma automatizada, novos domínios dinâmicos. Tal modelo de informação é formado por classes, atributos e relacionamentos entre as classes. A segunda linguagem, por sua vez, é usada para configurar características visuais dos domínios dinâmicos criados por meio da primeira linguagem. Esta dissertação apresenta, também, um protótipo desenvolvido para suportar as linguagens de criação e visualização de domínios dinâmicos criadas. A partir desse protótipo, é possível criar domínios dinâmicos relacionados a informações da rede de computadores utilizada, bem como personalizar a visualização dos domínios dinâmicos criados. Além disso, o protótipo possibilita, também, a obtenção de algumas informações dos membros dos domínios dinâmicos criados. O protótipo é baseado na Web e foi desenvolvido utilizando-se as tecnologias PRECCX, PHP, MySQL e SNMP. Como será visto ao final, as linguagens definidas e o protótipo desenvolvido mostram que o suporte a domínios dinâmicos objetivado pode ser efetivo e melhorar, sensivelmente, os processos de gerenciamento de redes. A integração da implementação desenvolvida junto ao ambiente QAME, por exemplo, permite atualmente que os administradores possam selecionar, através das linguagens, os equipamentos de uma rede com QoS que precisam ser configurados através do processo de aplicação de políticas original do QAME. / In the computer networks management context, domains are facilities used to group managed objects. The network maps presented in the management systems are the most common examples of the use of domains. Domains are important because the management actions can be applied to all managed objects that are members of a domain at the same time, not being necessary, then, to repeat the same action in each managed object one by one. Domains that need to be quickly created, used and discarded are referenced in this work as dynamic domains. Currently, in the majority of the available network management systems there are no proper facilities to support this type of domains. Concerning the visualization aspects, the domains visual presentation must be carried through of adjusted form, since, currently, the GUIs are present in the majority of the management systems. However, the domains visualization processes used by the current management systems present limitations related to the visual features configuration of the presented domains. These features are static, not allowing the user, this way, to choose how he or she desires to visualize one determined domain. This work presents the definition and the development of two new languages whose goals is to enhance the creation and the visualization of dynamic domains. The first language is based on a managed environment information model and is used to create, forming an automated fashion, new dynamic domains. Such information model is formed by classes, attributes and relationships between the classes. The second language, on its turn, is used to configure visual features of the dynamic domains created by the first language. This work also presents a prototype developed to support the defined dynamic domains creation and visualization languages. With this prototype it is possible to create dynamic domains based on the information of the computer network used, as well as customizing the visualization of the dynamic domains created. Moreover, the prototype makes possible the attainment of some members information of the dynamic domains created. The prototype is based on the Web and was developed using technologies as PRECCX, PHP, MySQL and SNMP. As will be seen in the end, the defined languages and the developed prototype shows that the desired dynamic domains support can be effective and improve, significantly, the network management processes. The integration of the implementation developed together to the QAME environment, for example, allows currently that the administrators can select, through the languages, the QoS network devices that need to be configured through the original policies application process of the QAME.

Computação em nuvem é um paradigma em que provedores oferecem recursos computacionais como serviços, que são contratados sob demanda e são acessados através da Internet. Os conjuntos de recursos computacionais contratados são chamados de cloud slices, cujo monitoramento fornece métricas essenciais para atividades como a operação da infraestrutura, verificação do cumprimento de SLAs e medição da qualidade do serviço percebida pelos usuários. Além disso, o monitoramento também é oferecido como serviço para os usuários, que podem contratar métricas ou serviços de monitoramento diferenciados para seus cloud slices. O conjunto de métricas associadas a um cloud slice juntamente com as configurações necessárias para coletá-las pelas soluções de monitoramento é chamado de monitoring slice, cuja função é acompanhar o funcionamento do cloud slice. Entretanto, a escolha de soluções para serem utilizadas nos monitoring slices é prejudicada pela falta de integração entre soluções e plataformas de computação em nuvem. Para contornar esta falta de integração, os administradores precisam implementar scripts geralmente complexos para coletar informações sobre os cloud slices hospedados na plataforma, descobrir as operações realizadas na plataforma, determinar quais destas operações precisam ser refletidas no monitoramento de acordo com as necessidades do administrador e gerar as configurações dos monitoring slices. Nesta dissertação é proposto um framework que mantém monitoring slices atualizados automaticamente quando cloud slices são criados, modificados ou destruídos na plataforma de nuvem. Neste framework, os monitoring slices são mantidos de acordo com regras predefinidas pelos administradores oferecendo a flexibilidade que não está disponível nas soluções de monitoramento atuais. Desta forma, o desenvolvimento de scripts complexos é substituído pela configuração dos componentes do framework de acordo com as necessidades dos administradores em relação ao monitoramento. Estes componentes realizam a integração do framework com as plataformas e soluções de monitoramento e podem já ter sido desenvolvidos por terceiros. Caso o componente necessário não esteja disponível, o administrador pode desenvolvê-lo facilmente aproveitando as funcionalidades oferecidas pelo framework. Para avaliar o framework no contexto de nuvens do modelo IaaS, foi desenvolvido o protótipo chamado FlexACMS (Flexible Automated Cloud Monitoring Slices). A avaliação do FlexACMS mostrou que o tempo de resposta para a criação de monitoring slices é independente do número de cloud slices no framework. Desta forma, foi demonstrada a viabilidade e escalabilidade do FlexACMS para a criação de monitoring slices para nuvens IaaS. / Cloud computing is a paradigm that providers offer computing resources as services, which are acquired on demand and are accessed through the Internet. The set of acquired computing resources are called cloud slices, whose monitoring offers essential metrics for activities as infrastructure operation, SLA supervision, and quality of service measurement. Beyond, the monitoring is also offered as a service to users, that can acquire both differentiated metrics or monitoring services to their cloud slices. The set of metrics associated to a cloud slice and the required configuration to collect them by monitoring solutions is called monitoring slice, whose function is keep up with the cloud slice functioning. However, the monitoring solution choice to compose monitoring slices is harmed by lack of integration between solutions and cloud platforms. To overcome this lack of integration, the administrators need to develop scripts usually complex to collect information about cloud slices hosted by the platform, to discover the operations performed in the platform, to determine which operations need to be reflected in the monitoring according to the administrator’s needs, and to generate the monitoring slice configuration. This dissertation proposes a framework that keeps monitoring slices updated automatically when cloud slices are created, modified, or destroyed in the cloud platform. In this framework, the monitoring slices are kept according to rules defined by administrators, which offers the flexibility that is not available in current monitoring solutions. In this way, the framework replaces the development of complex scripts by the configuration of framework’s components according to administrator’s needs in regards to monitoring. These components perform the framework integration with platforms and monitoring solutions and may be already developed by third parties. If required component is not available, the administrator can easily develop it availing functionalities offered by the framework. In order to evaluate the framework in the context of IaaS clouds, a prototype called FlexACMS (Flexible Automated Cloud Monitoring Slices) was developed. The FlexACMS evaluation showed that response time to create monitoring slices is independent of the number of cloud slices in the framework. In this way, the FlexACMS feasibility and scalability was demonstrated for creation of monitoring slices for IaaS clouds.

Redes Definidas por Software (Software-Defined Networking – SDN) é um paradigma emergente que sem dúvida facilita a inovação e simplifica o gerenciamento da rede. SDN provém esses recursos baseado em quatro princípios fundamentais: (i) os planos de controle e encaminhamento da rede são claramente desacoplados, (ii) as decisões de encaminhamento são baseadas em fluxo ao invés de baseadas em destino, (iii) a lógica de encaminhamento é abstraída do hardware para uma camada de software e (iv) um elemento, chamado controlador, é introduzido para coordenar as decisões de encaminhamento. Atualmente muito se tem discutido acerca do uso de SDN em benefício do gerenciamento de redes – onde SDN é considerado uma ferramenta de gerenciamento –, ao invés de se discutir quais são os novos desafios de gerenciamento que esse paradigma introduz. No contexto de SDN, atividades de gerenciamento como monitoramento, visualização e configuração podem ser consideravelmente diferentes das mesmas realizadas em redes tradicionais, merecendo a devida atenção. Por exemplo, um controlador SDN pode ser customizado por administradores de rede de acordo com suas necessidades. Essas customizações podem impactar em consumo de recursos e desempenho no encaminhamento de tráfego. Tal impacto é difícil de se avaliar porque solucões de gerenciamento de redes tradicionais nao foram projetadas para lidar com o contexto de SDN. Como consequencia, uma solução de gerenciamento de SDN deve ser capaz de ajudar o administrador a entender e controlar como o comportamento do controlador SDN afeta a rede. Considerando esse contexto, nós inicialmente desenvolvemos uma análise do tráfego de controle em SDN visando melhor entender o impacto da comunicação entre controlador e dispositivos de encaminhamento. Em seguida, nós propomos uma abordagem interativa para gerenciamento de SDN através do monitoramento, visualização e configuração da rede incluindo o administrador em um ciclo de atividades de gerenciamento, onde metricas específicas de SDN são monitoradas, processadas e mostradas em visualizações interativas. Assim, o administrador da rede é capaz de configurar/ reconfigurar parâmetros de SDN de acordo com seu/sua necessidade. Para demonstrar a viabilidade da nossa abordagem, nós desenvolvemos um protótipo chamado SDN Interactive Manager. Os resultados obtidos através do protótipo apresentaram que a nossa abordagem é capaz de auxiliar o administrador a melhor entender o impacto da configuração de parâmetros relativos a SDN no desempenho da rede como um todo. / Software-Defined Networking (SDN) is an emerging paradigm that arguably facilitates network innovation and simplifies network management. SDN enables these features based on four fundamental principles: (i) network control and forwarding planes are clearly decoupled, (ii) forwarding decisions are flow-based instead of destination-based, (iii) the network forwarding logic is abstracted from a hardware to a programmable software layer, and (iv) an element, called controller, is introduced to coordinate network-wide forwarding decisions. Nowadays, much has been discussed about using SDN principles to improve network management – where SDN is taken as a management tool –, instead of discussing which are the new management challenges that this network paradigm introduces. In the context of SDN, management activities, such as monitoring, visualization, and configuration can be considerably different from traditional networks, thus deserving proper attention. For example, an SDN controller can be customized by network administrators according to their needs. Such customizations might pose an impact on resource consumption and traffic forwarding performance, which is difficult to assess because traditional network management solutions were not designed to cope with the context of SDN. As a consequence, an SDN-tailored management solution must be able to help the administrator to understand and control how the SDN controller behavior affects the network. Considering this context, we initially performed an analysis of control traffic in SDN aiming to better understand the impact of the communication between the controller and forwarding devices. Afterwards, we propose an interactive approach to SDN management through monitoring, visualization, and configuration that includes the administrator in the management loop, where SDN-specific metrics are monitored, processed, and displayed in interactive visualizations. Thus, the administrator is able to make decisions and configure/reconfigure SDN-related parameters according to his/her needs. To show the feasibility of our approach a prototype has been developed, called SDN Interactive Manager. The results obtained with this prototype show that our approach can help the administrator to better understand the impact of configuring SDN-related parameters on the overall network performance.

As atuais pesquisas em gerência de mudança em um ambiente de TI (Tecnologia de Informação) têm explorado diferentes aspectos desta nova disciplina, porém normalmente assumindo que as mudanças expressas em documentos de Requisição de Mudanças (RFC – Request for Change) são sempre executadas com sucesso sobre uma determinada infraestrutura de TI. Esse cenário, muitas vezes, pode não refletir a realidade em sistemas de TI, pois falhas durante a execução de mudanças podem ocorrer e não devem ser simplesmente ignoradas. Para abordar esta questão, esta dissertação propõe uma solução onde atividades em um plano de mudança podem ser agrupadas, formando grupos atômicos. Esses grupos são atômicos no sentido de que quando uma atividade falha, todas as outras atividades já executadas do mesmo grupo precisam retroceder para o último estado consistente. Automatizar o processo de rollback em mudanças pode ser especialmente conveniente no sentido de que não seja necessário um operador humano desfazer manualmente as atividades que falharam de um determinado grupo atômico. Para avaliar a solução proposta e a sua viabilidade técnica foi implementado um protótipo que, usando elementos da linguagem BPEL (Business Process Execution Language), torna-se possível definir como sistemas de gerenciamento de mudanças em TI devem se comportar para capturar e identificar falhas. Os resultados mostram que a solução proposta não somente gera planos completos e corretos com base em marcações de atomicidade, mas também que a geração dos planos de rollback interfere minimamente no processo de agendamento de mudanças. / The current research on IT change management has been investigating several aspects of this new discipline, but they are usually carried out assuming that changes expressed in Requests for Change (RFC) documents will be successfully executed over the managed IT infrastructure. This assumption, however, is not realistic in actual IT systems because failures during the execution of changes do happen and cannot be ignored. In order to address this issue, we propose a solution where tightly-related change activities are grouped together forming atomic groups of activities. These groups are atomic in the sense that if one activity fails, all other already executed activities of the same group must rollback to move the system backwards to the previous consistent state. The automation of change rollback is especially convenient because it relieves the IT human operator of manually undoing the activities of a change group that has failed. To prove concept and technical feasibility of our proposed solution, we have implemented a prototype system that, using elements of the Business Process Execution Language (BPEL), is able to control how atomic groups of activities must be handled in IT change management systems. Results showed that the rollback solution not only generates complete and correct plans given a set of atomicity marks, but also that the rollback plan generation minimally interferes in the change scheduling process.

Atualmente, o ambiente extremamente dinâmico e altamente competitivo, no qual as organizações estão inseridas, aumentou expressivamente a importância da Tecnologia da Informação (TI). Aliada a isto, a crescente complexidade das infraestruturas de redes e serviços, também conhecidas como infraestruturas de TI, tornaram a Gerência de Serviços de Tecnologia da Informação indispensável a qualquer organização. Nesse cenário, coletâneas de boas práticas e processos foram desenvolvidas visando a obter o melhor desempenho dos produtos e serviços oferecidos. Entre as coletâneas amplamente aceitas, tanto na academia quanto na indústria, vale destacar a Biblioteca de Infraestrutura de Tecnologia da Informação (i.e., Information Technology Infrastructure Library, ITIL). Dentre os processos descritos na ITIL, o Gerenciamento de Mudanças é de suma importância para as organizações. Tal processo é responsável por padronizar o planejamento, o agendamento, a implementação e a avaliação de mudanças no ambiente de TI. Ainda que a adoção das boas práticas proporcione significativas melhorias, a ocorrência de falhas em procedimentos de mudanças não pode ser negligenciada. Para tratar eventuais falhas é proposto o processo de Gerenciamento de Problemas, o qual é responsável por gerir o ciclo de vida de problemas. Nesse contexto, o reúso do conhecimento e da experiência do operador, sobre os processos de TI, é de fundamental importância, pois possibilita a simplificação de procedimentos para a detecção da causa raiz de falhas e, consequentemente, minimiza perdas financeiras e custos de manutenção. Apesar disso, nas soluções existentes o processo de diagnóstico é realizado de uma forma estática e ad hoc, o que dificulta reutilizar o conhecimento em falhas recorrentes ou similares. Diante do exposto, nesta dissertação é proposta uma solução para a identificação interativa da causa raiz de problemas detectados em mudanças. Em contraste com as soluções existentes, o foco desta dissertação é o reúso de traços históricos de diagnósticos e da experiência do operador. A solução proposta teve sua aplicabilidade avaliada em dois estudos de casos. Os cenários utilizados são baseados em situações reais, bem como consideram falhas recorrentes em mudanças sobre as infraestruturas de redes e serviços. Os resultados demonstram a capacidade da solução em reutilizar o conhecimento adquirido com experiências anteriores, bem como, na adaptabilidade do diagnóstico gerado, tanto na infraestrutura de TI na qual a falha ocorre, quanto nas respostas fornecidas pelo operador. A estrutura modular da solução desenvolvida permite dividir a complexidade do processo de identificação em problemas menores que podem ser resolvidos individualmente. Assim, as organizações podem personalizar partes da solução para melhor refletirem as necessidades específicas do seu ambiente de TI. / Presently, the extremely dynamic and highly competitive environment, in which organizations are inserted, significantly increased the importance of Information Technology (IT). In addition, the increasing complexity of network infrastructures and services, also known as IT infrastructures, turned the Information Technology Service Management essential to any organization. In this context, guides of best practices and processes were developed to obtain a best performance out of provided products and services. Among the most widely accepted proposals, in both academy and industry, it is worth mentioning the ITIL (Information Technology Infrastructure Library). From the processes described in ITIL, Change Management is indispensable for organizations. This process defines how changes should be planned, scheduled, implemented, and evaluated in IT environments. Despite the significant improvements that the adoption of ITIL’s best practices can provide, the occurrence of failures cannot be neglected. To address possible failures, the process of Problem Management is proposed. Such process is responsible for managing the life cycle of problems. Thus, the reuse of operator’s knowledge and experience, on IT processes, has fundamental importance for allowing to simplify the procedures of detecting failures’ root cause and, therefore, minimizes financial losses and maintenance costs. Nevertheless, the diagnostic process, in the existing solutions, is performed in a static and ad hoc fashion, which complicates the reuse of knowledge in recurrent failures or similar. Based on the previous considerations, in this dissertation, we propose a solution for interactive identification of the root cause of problems detected in IT changes. In contrast to existing solutions, the focus of this solution is the reuse of the operator’s experience and the knowledge from cases that have already been completed. The proposed solution had its applicability evaluated in two case studies. The scenarios used are based on real situations, taking into account recurrent failures in changes on IT infrastructures. The results show not only the ability of the solution to reuse the knowledge acquired from previous experiences, but also the adaptability of diagnosis generated in both the IT infrastructure, where failure occurs, and the responses provided by operator. The modular structure of the developed solution allows to divide the complexity of the identification process into smaller problems that can be solved individually. Thus, organizations can customize parts of the solution to better reflect the specific requirements of your IT environment.

O estabelecimento de Circuitos Virtuais (CVs) é uma solução bastante utilizada para garantir requisitos de qualidade de serviço para aplicações que trafegam na rede (e.g., transmissão de altas taxas de dados com baixa latência). Anteriormente, esses CVs eram estabelecidos manualmente a partir da troca de mensagens (via email e telefone) entre administradores de redes. O processo de troca de mensagens terminava com a configuração dos dispositivos e poderia durar semanas para ser concluído. Atualmente, middlewares de rede têm sido utilizados para automatizar o processo fim-a-fim do estabelecimento dos CVs. Esses middlewares utilizam regras pré-definidas, chamadas de políticas, para automatizar todo o processo. Apesar dessas soluções atuais terem diminuído o tempo de estabelecimento de CVs para minutos, elas retiraram o humano do processo de autorização e gerenciamento dos recursos de redes. Essa ausência do humano passa a ser um problema em casos que políticas pré-definidas não conseguem gerenciar CVs, principalmente em casos de CVs que perpassam diversos domínios, chamados de inter-domínios. Então, esta dissertação provê uma solução que possibilita a re-inclusão do humano no processo de autorização através de uma abordagem que também seja capaz de manter o gerenciamento realizado através de políticas. Essa abordagem é chamada de gerenciamento de processos de negócios (Business Process Management - BPM). Resultados obtidos a partir de experimentos realizados no backbone da Rede Nacional de Ensino e Pesquisa Brasileira (RNP) demonstraram que a solução proposta com BPM consegue disponibilizar o gerenciamento de CVs através de humanos e políticas. Adicionalmente, o protótipo desenvolvido para a obtenção dos resultados foi melhor do que as soluções atuais existentes em relação ao tempo de estabelecimento e a flexibilidade de gerenciamento dos CVs. / Establishing Virtual Circuits (VCs) is a widely used solution for ensuring quality of service requirements for applications that are carried over the network (e.g., transmissions that demand high data rates and low latency). Previously, these VCs used to be manually set via messages exchanged among network administrators, using email or telephone. This message exchanged process resulted in the configuration of the devices that could take weeks to complete. Currently, network middlewares have been used to automate the process of end-to-end establishment of CVs. These middlewares use pre-defined rules, called policies, to automate the entire process. Despite these current solutions have decreased the time for establishing VCs to the order of minutes, they removed the human process of authorization and management of network resources. This absence of the human interaction becomes a problem in cases where pre-defined policies can not manage VCs, especially when VCs cross multiple domains (inter-domain). This dissertation provides a solution which enables the human re-inclusion in the establishment process using an approach that is also capable of keeping the management policies. This approach is called Business Process Management (BPM). Results obtained from experiments on the backbone of the National Network of Brazilian Education and Research (RNP) demonstrated that the proposed solution can provide management of VCs considering both human interaction and management polices. Additionally, the prototype developed for obtaining the results performed better than current solutions in terms of the time used for establishment and management flexibility of VCs.

Nesta dissertação é apresentada uma avaliação da viabilidade de obtenção de operações atômicas para a configuração de múltiplos dispositivos em uma rede de computadores. Em especial, é tratada a configuração de dispositivos a partir do gerenciamento baseado em políticas. Nestes casos, a necessidade de operações atômicas vem do fato de que uma aplicação de política que falha em um determinado dispositivo pode levar a um estado inconsistente em uma rede da qual se deseja um comportamento uniforme e global. Assim, este trabalho analisa requisitos, limitações, implicações e alternativas de implementação para a obtenção de atomicidade na aplicação de políticas. Como uma proposta de solução para este problema é definido um protocolo de consenso a ser utilizado entre os participantes da aplicação da política na rede. Tal protocolo é implementado utilizando Web Services e integrado junto ao sistema de gerenciamento baseado em políticas denominado QAME. Por fim, a solução é avaliada através de testes em um cenário de testes composto por um cluster de computadores. / This work presents an investigation of the viability of performing atomic operations during the configuration of multiple devices in a computer network. Specially, the configuration of devices using policy-based network management is addressed. In these cases, the need of atomic operations comes from the fact that a policy application that fails in a certain device can lead to an inconsistent state in a network from which an uniform and global behavior is desired. Thus, this work analyses requirements, limitations, implications, and alternatives for obtaining atomicity in policy deployment. As a solution for this problem, this work defines a consensus protocol to be used by the participants in the policy deployment process. Such protocol was implemented using Web Services and integrated to a policy-based network management system named QAME. At last, the proposed solution is evaluated through a set of tests performed over a testing scenario composed of a high-performance cluster.