Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:25:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236833.pdf: 1167883 bytes, checksum: 325b4964cec8fba25025f9482fa97b01 (MD5) / Os sistemas de detecção de intrusão geralmente são projetados para funcionar solitários em redes locais. Estes sistemas não prevêem a integração com outras ferramentas de detecção de intrusão, nem o uso da infra-estrutura da Internet para correlação de eventos, reduzindo o seu escopo da análise. Este trabalho apresenta um modelo para a comunicação segura entre os componentes de sistemas de detecção de intrusão em ambientes de larga escala utilizando os programas de detecção de intrusão convencionais, com o propósito de formar composições destes sistemas, dispersos geograficamente, e detectar uma quantidade maior de ataques, inclusive ataques distribuídos, através da correlação dos eventos. É introduzido um modelo de segurança fim a fim, utilizando padrões de segurança e a tecnologia de {\it Web Services}. São apresentados os principais esforços presentes na literatura sobre detecção de intrusão distribuída fazendo um comparativo entre as abordagens utilizadas e, então, o modelo de comunicação proposto é descrito. Também são descritos um protótipo desenvolvido, os resultados dos testes efetuados e algumas conclusões sobre o modelo proposto.

Com a disponibilidade de redes que ligam estações cada vez mais poderosas a baixos custos, o interesse em torno de ferramentas que suportam a programação paralela em arquiteturas deste tipo tem aumentado significativamente. Esta dissertação trata do projeto e implementação de YALI (Yet Another Linda Implementation), uma ferramenta destinada ao desenvolvimento e execução de programas paralelos em redes heterogêneas de computadores. Com o objetivo de oferecer uma interface simples e flexível para os usuários programadores, YALI baseia-se no modelo Linda[GEL85], que destaca-se por utilizar uma abstração de alto nível para a cooperação entre processos. Em Linda, processos interagem por intermédio de uma memória associativa logicamente compartilhada, denominada Espaço de Tuplas. Entre outras vantagens deste modelo pode-se citar a simplicidade de suas primitivas e a possibilidade de incorporá-las a uma linguagem seqüencial conhecida, o que contribui fortemente para sua fácil assimilação, mesmo por usuários com pouca experiência em programação paralela. Após uma descrição detalhada do modelo Linda, este trabalho discute varias questões envolvidas no projeto e implementação de sistemas nele baseados. Para oferecer uma visão pratica das soluções mais freqüentemente adotadas para estas questões, quatro sistemas que implementam o modelo para programação paralela em redes são apresentados e avaliados. São eles: Glenda, uma implementacao do modelo baseada na ferramenta PVM (Parallel Virtual Machine); POSYBL (PrOgramming SYstem for distriButed appLications), um sistema construído através de recursos de sistemas operacionais compatíveis com Unix; p4-Linda, construído a partir da ferramenta de programação paralela p4 e, por fim, Network-Linda, uma implementação comercial do modelo. Depois do estudo dos quatro sistemas acima, o projeto de YALI e discutido detalhadamente. Decidiu-se, inicialmente, que YALI deveria incorporar o modelo Linda a linguagem C, que é largamente utilizada no desenvolvimento de programas de propósito geral. Além disso, optou-se por estender o modelo com algumas novas primitivas, de modo a oferecer maior poder de expressão ao usuário. Basicamente, as primitivas que YALI acrescenta ao modelo servem para dar suporte a operações globais e a criação dinâmica de threads. Operações globais servem para expressar a comunicação e a sincronização entre múltiplos processos, sendo utilizadas com bastante freqüência em vários tipos de programas paralelos. YALI suporta operações globais de maneira totalmente ortogonal ao modelo Linda, garantindo melhor desempenho sem afetar o nível de abstração oferecido. o suporte a criação dinâmica de threads, por outro lado, tem o objetivo de permitir a exploração de um paralelismo de granularidade fina, adequado ate mesmo a execução de rotinas simples em paralelo. Para suportar o desenvolvimento e execução de aplicações paralelas, YALI e implementado através de três componentes distintos. O primeiro e um pré-processador, que garante uma interface simplificada com o usuário. 0 segundo e uma biblioteca, que contem as rotinas de suporte as primitivas YALI e deve ser ligada aos programas de usuários. O terceiro componente, por fim, e um utilitário destinado a controlar a inicialização e o termino de aplicações paralelas, que baseia-se em uma configuração estabelecida pelo usuário para distribuir processos sobre uma rede de computadores. Ao contrário da maioria dos sistemas baseados em Linda, YALI implementa um espaço de tuplas distribuído entre os processos que compõem uma aplicação paralela, dispensando o use de processos especializados no gerenciamento de tuplas. Para isso, YALI utiliza múltiplas threads em cada processo definido pelo usuário, e distribui tuplas sobre estes processos através de um mecanismo baseado em hashing. A implementação de YALI leva em conta a heterogeneidade inerente a ambientes de rede, permitindo que maquinas com diferentes arquiteturas e sistemas operacionais sejam utilizadas na execução de programas paralelos. Por fim, YALI é totalmente implementado a partir de recursos presentes em sistemas compatíveis com Unix, de modo a aumentar sua portabilidade e garantir sua eficiência. / With the availability of networks connecting powerful workstations at a low cost, increasing interest has been devoted to systems that support parallel programming in such architectures. This document describes the design and implementation of YALI (Yet Another Linda Implementation), a tool that allows the development and execution of parallel programs in heterogeneous computer networks. Aiming to provide a simple and flexible interface for its users, YALI is based on the Linda parallel programming model[GEL85], that outstands in providing a high level abstraction for cooperation between processes. In Linda, communication and synchronization take place through an associative, logically shared memory called Tuple Space. Among the advantages of this model, one can mention the simplicity of its primitives, and the possibility of incorporate them in a well-known sequential language. These characteristics make Linda easy to learn, even to users with little experience in parallel programming. After a detailed description of the Linda model, this document discusses some design and implementation issues related to Linda-based systems. In order to provide a practical view of some usual solutions to address these issues, four Linda-based systems are presented and evaluated. These systems are: Glenda, an implementation of Linda built on top of PVM (Parallel Virtual Machine); POSYBL (PrOgramming SYstem for distriButed appLications), that relies on features provided by Unix-like operating systems to implement the model; p4-Linda, built on top of p4 parallel programming tool and, at last, Network-Linda, a comercial product based on Linda. All these systems, as YALI, are specially tailored to parallel programming in computer networks. Following the study of the four systems, this documents presents the design of the YALI system. One of the first design decisions was to incorporate the Linda primitives to the C language, that is broadly used as a general purpose programming language. In addition, a set of new primitives was designed as an extension to the original model, in order to increase YALI's expressivenes. Basically, the new primitives support global operations and dynamic thread creation. Global operations are useful to express communication and synchronization among multiple processes, and are frequently used many classes of parallel programs. YALI gives support to global operations in a way that is totally ortoghonal to the Linda model, ensuring better performance without affecting the abstraction level inherent to Linda-based systems. The support to dynamic thread creation, on the other hand, is helpful to explore lightweight parallelism, which allows the execution of simple routines in parallel. To support the development and execution of parallel applications, YALI is made up of three distinct components. The first is a pre-processor, that provides a simple user interface. The second is a library, that must be linked to the user programs since it's where YALI primitives are actuall y implemented. Finally, the third component is an utility that controls initialization and termination of parallel applications, which takes configuration parameters from the user to distribute processes over a newtork. In contrast with most Linda-based systems, YALI relies on a tuple space that is distributed among the processes in the same parallel application, so that intermediate tuple managers are not necessary To implement that, multiple threads are embedded in each user process, and tuples are spread over the processes in the basis of a hashing mechanism. YALI's implementation takes in account the inherent heterogeneity of network environments, allowing machines with different architectures and operating systems to be used in the execution of parallel programs. Finally, YALI is build on top of common features of Unix-like operating systems, in order to increase its efficiency and portability.

Este trabalho propõe um modelo hierárquico para coleta de dados de monitoramento em sistemas distribuídos. Seu objetivo é proporcionar a análise on-line do comportamento de sistemas e programas distribuídos. O meio escolhido para realizar essa análise foi a visualização. Inicialmente é apresentada uma contextualização sobre monitoramento de sistemas distribuídos. Também são abordados aspectos específicos ao monitoramento de Grid. Após, é analisado um conjunto de ferramentas de monitoramento. Então tem-se a apresentação do modelo proposto. Esse é composto por coletores locais, por uma hierarquia de agregadores e por clientes. É utilizado o modelo push de transmissão de dados e há um mecanismo de subscrição aos coletores. Foi implementado um protótipo do modelo de coleta proposto, que foi utilizado na implementação de um protótipo de ferramenta de monitoramento on-line. Nessa, os dados coletados são fornecidos ao DIMVisual, que é um modelo de integração de dados para visualização. Para visualização, o protótipo utiliza a ferramenta TRIVA, que recebe os dados integrados como entrada. Essa ferramenta foi modificada para gerar uma visualização que é atualizada de maneira on-line. Também foram realizados experimentos para avaliar o tempo necessário para enviar mensagens com diferentes hierarquias e configurações dos coletores. Além disso, foi avaliada a capacidade de o cliente implementado processar os dados recebidos, gerando sua visualização. / This work proposes a hierarchical model for collecting monitoring data from distributed systems. Its goal is to allow the on-line analysis of the behavior of distributed systems and applications. The means we chose to perform this analysis is to generate a visualization of the collected information. In the beginning of this dissertation we present an overview of the monitoring of distributed systems. Aspects that are specific to the monitoring of Grid systems are also reviewed. Next, we have an analysis of a set of monitoring tools. Then we present the proposed model, which is composed by local collectors, an hierarchical structure of aggregators and clients. A push data transmission model is used in the model and it also has a subscription mechanism. A prototype monitoring tool was implemented, integrating the data collection model with DIMVisual and TRIVA. The former is a data integration model whose output is formatted to be used as input for a visualization tool. The later is a visualization tool which, in the prototype, receives the integrated data from DIMVisual. TRIVA generates a visualization of the received information, which is updated in an on-line fashion. In order to evaluate the model, we performed a set of experiments using the prototype. One of the experiments measured the time spent to send data though different hierarchies. In these tests we have also varied the quantity and the configuration of the collectors. In another experiment we evaluated the capacity of the client to process the received data.

[pt] Sistemas de componentes têm como característica possibilitar a construção de aplicações através da composição de artefatos de software disponíveis. Interações podem ocorrer entre diversos componentes que podem estar distribuídos em diversas máquinas. À medida que aplicações distribuídas aumentam de tamanho, as interações existentes entre os diversos nós que a compõem vão se tornando mais complexas. Assim, torna-se importante para essas aplicações a existência de uma forma de monitorar as interações entre os componentes, com o intuito de identificar falhas e gargalos de processamento e comunicação no sistema. Este trabalho apresenta uma arquitetura capaz de oferecer mecanismos extensíveis para coleta de informações do ambiente de execução desses sistemas, e das interações realizadas entre os seus componentes. São implementadas formas de publicação dessas informações obtidas e testes comparativos para quantificar como a arquitetura desenvolvida onera o desempenho da aplicação. / [en] Component-based systems are characterized by the construction of applications through the composition of available software artifacts. Interactions may occur between different components that can be distributed through several machines. As distributed applications increase in size, the interactions between the various nodes that comprise them become more complex. Therefore it is important for distributed component systems to monitor the interactions between components in order to identify failures and bottlenecks in processing and communication. This dissertation presents an architecture capable of offering extensible mechanisms for monitoring the execution environment of distributed components, and the interactions between their components. It also presents a flexible mechanism for publication of the collected information, and some comparative test to measure the performance penalty imposed by the infrastructure to the application.

[pt] Aplicações científicas trabalham, tipicamente, com grandes volumes de dados que possuem uma representação complexa e própria da aplicação que os utiliza. Essas características representam um grande desafio para o compartilhamento de dados e serviços entre aplicações científicas. Este trabalho tem como objetivo principal definir uma arquitetura de serviços de software que permita um acesso flexível e eficiente a grandes volumes de dados disponibilizados por aplicações científicas. São apresentados estudos de caso para ilustrar a flexibilidade promovida pela arquitetura através de experimentos com dados cuja representação é fortemente baseada em dados reais utilizados por aplicações científicas desenvolvidas pelo Tecgraf/PUCRio. Há, ainda, uma avaliação de diferentes técnicas de codificação de dados realizada através de experimentos criados para medir o desempenho alcançado na implementação da arquitetura. / [en] Scientific applications usually handle large amount of data that have a proprietary and complex representation. This characteristics represent a great challenge for sharing data between scientific applications. The main goal of this work is to provide an architecture of software services that allows a flexible and efficient access to large amount of data served by such applications. Case estudies are presented to show the flexibility that we can achieve with this architecture. These experiments are strongly based in actual data used in scientific applications developed by Tecgraf/PUCRio. We also present an evaluation of different techniques of data encoding based on experiments conducted to measure the performance achieved by an implementation of the proposed architecture.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:21:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213674.pdf: 574515 bytes, checksum: ccc5d92c656cf13a0230c422fc1fe6bd (MD5) / Os sistemas Peer-to-Peer apresentam uma forma de computação distribuída onde cada participante atua como cliente e servidor de recursos. Entre os principais desafios existentes nesse tipo de computação, estão o desenvolvimento de técnicas para incentivar a colaboração entre os usuários e a proteção dos elementos e informações localizados no ambiente Peer-to-Peer. Este documento define uma arquitetura de controle de acesso baseada em papes específica para as redes Peer-to-Peer e busca, assim, contribuir para a construção de sistemas colaborativos mais robustos e seguros. Também são exploradas as relações entre o controle de acesso e as técnicas utilizadas para estimular a cooperação entre os integrantes da rede Peer-to-Peer. Pretende-se, dessa forma, que a arquitetura de controle de acesso definida também auxilie para minimizar a quantidade de nós que não colaboram com rede e que apenas sugam seus recursos. O protótipo implementado baseia-se nas tecnologias JXTA e P2PSockets e provê meios para que cada nó da rede P2P gerencia a política de segurança de seus recursos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196291.pdf: 876084 bytes, checksum: 652be40ad9d7a9aa4dc36612cf7f8457 (MD5) / O número de computadores interligados em rede está aumentando consideravelmente. Os ambientes distribuídos formados por essas redes possuem um grande potencial de processamento. Todavia, para que se possa aproveitar tal capacidade de processamento, faz-se necessário a utilização de um sistema que gerencie todo esse ambiente distribuído. Os sistemas operacionais distribuídos vêm ao encontro dessa necessidade. Os sistemas operacionais distribuídos caracterizam-se por permitir que seus usuários utilizem os recursos espalhados pelo ambiente distribuído de maneira transparente, escondendo os detalhes da implementação. O mecanismo de comunicação nesses sistemas é muito importante pois garante que componentes do sistema possam interagir a fim de executar uma determinada tarefa. Este trabalho descreve a solução para comunicação remota entre objetos no sistema operacional Aurora. O Aurora é um sistema operacional reflexivo projetado para arquiteturas multiprocessadas. A solução desenvolvida caracteriza-se por estender o mecanismo de comunicação local para permitir que o mesmo também suporte a comunicação remota de objetos. A comunicação entre objetos distribuídos em Aurora atende o requisito de transparência em sistemas distribuídos e é compatível com o modelo reflexivo do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T08:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201468.pdf: 1285509 bytes, checksum: 77dba21d8f0e5f555d1dac683f027791 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-21T22:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226456.pdf: 2046367 bytes, checksum: 268aaec5acb7d7d937b5c116878849ba (MD5) / O paradigma de agentes móveis vem sendo utilizado em sistemas distribuídos, principalmente, devido a sua flexibilidade proveniente da noção de mobilidade. A capacidade para mover agentes em um sistema aberto permite o desenvolvimento de serviços e aplicações mais flexíveis e dinâmicos quando comparado com o modelo cliente-servidor. Apesar das suas vantagens, a tecnologia de agentes móveis introduz novas ameaças de segurança ao sistema que, muitas vezes, impedem a sua ampla aceitação. Esta tese propõe um esquema de segurança para aplicações baseadas em agentes móveis em sistemas abertos (chamado MASS), composto de técnicas de prevenção e de detecção, que visam prover segurança para o canal de comunicação, para as plataformas de agentes e para os próprios agentes. Para ser corretamente implantado em sistemas abertos, este esquema combina os aspectos da segurança com questões de portabilidade, interoperabilidade, escalabilidade, compatibilidade, simplicidade e desempenho. As técnicas disponíveis no MASS estão baseadas na infra-estrutura SPKI, no conceito de Federação SPKI e em protocolos criptográficos. Para atender às necessidades específicas de aplicações, este esquema é flexível de modo que o mesmo pode ser especializado através da seleção de um subconjunto de mecanismos. Ainda neste trabalho, um protótipo foi definido, implementado e integrado a uma aplicação distribuída de forma a comprovar a sua flexibilidade e viabilidade de uso em sistemas abertos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T12:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195365.pdf: 619583 bytes, checksum: 524beb3fe19d62dddfcb33fd37fee4ff (MD5) / Componentes de software representam um importante passo no sentido de sistematizar a produção de software, além de trazer redução nos custos e no tempo de desenvolvimento do software. O desenvolvimento baseado em componentes de software consiste da composição das aplicações através de um conjunto de partes de software, denominada de componentes. O desenvolvimento baseado em componentes pode ser realizado empregando tecnologias já existentes. Porém, essas tecnologias não dão suporte a tolerância a faltas. Esta dissertação apresenta um modelo de tolerância a faltas baseado em componentes para a construção de aplicações distribuídas. O modelo TFA-CCM permite que requisitos de QoS guiem a seleção da configuração de serviços replicados em tempo de execução, utilizando um conjunto de componentes que tratam dos aspectos não-funcionais da aplicação.