Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1238_1.pdf: 554830 bytes, checksum: 659f76430ce2dbfa2fb04295d24ec1f8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A fragmentação de habitat altera a dinâmica das assembléias de árvores, podendo modificar as comunidades de besouros escarabeíneos. O objetivo deste estudo é verificar se as métricas dos fragmentos e os atributos funcionais das assembléias de árvores afetam as comunidades de besouros escarabeíneos pertencentes a uma paisagem da floresta Atlântica do Nordeste brasileiro. As coletas dos besouros escarabeíneos foram realizadas em 19 fragmentos entre setembro de 2007 e março de 2008 com a utlilização de armadilhas de queda e de interceptação vôo. Um total de 5.907 escarabeíneos pertencentes a 29 espécies foram coletados. A espécie Dichotomius sericeus foi a mais abundante, com 67,1 % dos besouros registrados. Entre as métricas dos fragmentos, tanto o tamanho como o isolamento entre os fragmentos exerceram efeito sobre a riqueza dos besouros escarabeíneos. Em relação aos atributos de assembléias de árvores, a porcentagem de árvores tolerantes a sombra e a riqueza de árvores influenciaram a riqueza dos besouros. Entretanto, a abundância desses besouros foi apenas influenciada pela porcentagem de árvores tolerantes a sombra. Nós sugerimos a conservação dos fragmentos através da minimização de ações antrópicas drásticas, bem como medidas de manejo que sirvam para otimizar as perspectivas futuras das assembléias de árvores e das comunidades de besouros escarabeíneos

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7326_1.pdf: 1202400 bytes, checksum: a85b1fc731f434bf7654d913dbfa3b5a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Petróleo Brasileiro S/A / Neste trabalho, é proposta uma metodologia de modelagem de indicadores de desempenho de Confiabilidade ((In)Disponibilidade, Confiabilidade, Manutenibilidade) de sistemas complexos baseada na integração entre processos semi Markovianos (PSMs) e Redes Bayesianas (RBs). Basicamente, um PSM pode ser entendido como um processo estocástico no qual as probabilidades de transição dependem do intervalo de tempo decorrido desde o qual um sistema possui determinadas características. Já as Redes Bayesianas são estruturas probabilísticas que representam qualitativa e quantitativamente relações de causa e efeito entre determinadas variáveis aleatórias de interesse. A integração entre os PSMs e as RBs origina um modelo estocástico híbrido o qual é capaz de representar a dinamicidade de um sistema ao mesmo tempo em que trata como as relações de causa e efeito entre fatores não necessariamente temporais influenciam tal evolução. Para desenvolver tal modelo híbrido, faz-se necessário propor e formular o método numérico computacional de resolução das equações de probabilidades de transição dos PSMs definidos através de taxas de transição as quais são equações integrais do tipo convolução. Tal método é baseado na aplicação de transformadas de Laplace as quais serão invertidas utilizando o método de Quadratura Gaussiana conhecido como Gauss Legendre. Aplicações do modelo híbrido proposto são realizadas em sistemas tolerantes à falha com o objetivo de avaliar a evolução temporal dos indicadores de desempenho de Confiabilidade

Magíster en Ciencias, Mención Computación. Ingeniera Civil en Computación / Establecer canales de comunicación confiables en minas subterráneas es crucial para poder llevar a cabo operaciones eficientes y seguras; sin embargo, las condiciones extremas propias del entorno y la topología de túneles dificultan la comunicación y limitan su fiabilidad. Actualmente, no existe una estrategia única que sea capaz de solucionar la totalidad de obstáculos que implica el establecimiento de canales de comunicación subterráneos, lo que ha conllevado una demora en la incorporación de nuevas tecnologías ya probadas y asimiladas en la minería a rajo abierto, incluyendo la automatización de las operaciones y el monitoreo remoto. En este trabajo, se propone el uso de Redes Tolerantes al Delay (DTN por sus siglas en inglés) en minas subterráneas, las que pueden proveer de un sistema de comunicaciones robusto con requerimientos mínimos de infraestructura y sin interferir en las operaciones regulares de minería, a través de la utilización de operadores y máquinas como nodos móviles. Dado que el desempeño de los protocolos DTN es condicional al escenario en donde se utilizan, se propone un modelo de movilidad sintético, Simple Mine Area (SMA), para capturar las interacciones básicas entre nodos en minas subterráneas y ser utilizado como banco de pruebas para el diseño y evaluación de protocolos. Con el objeto de mejorar el desempeño del enrutamiento en DTNs y enriquecer los datos recopilados en los nodos, se propone una estrategia de posicionamiento para ambientes subterráneos basado en la generación de mapas locales utilizando las distancias entre los nodos móviles y un número reducido de nodos estáticos. Esta estrategia provee una aproximación de la posición de los nodos móviles en entornos donde los servicios como GPS no están disponibles. El protocolo de enrutamiento propuesto, MineProp, utiliza la estrategia de posicionamiento previamente descrita, obteniendo latencia y tasa de entrega comparables con protocolos DTN modernos con un costo de entrega (overhead) reducido; estas propiedades, junto a una alta configurabilidad que permite mejorar el desempeño de distintas métricas según lo requerido por los distintos servicios y las topologías propias, convierten a MineProp en un candidato apropiado para el establecimiento de canales de comunicación subterráneos.

Submitted by Diogo Soares (diogosoaresm@ufam.edu.br) on 2018-07-05T01:17:49Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao Diogo Soares - versao final.pdf: 2271441 bytes, checksum: 1934623b13d05486b9b430c7b919a200 (MD5) 306 Folha de Aprovação - Diogo Soares (Digitalizada).pdf: 499834 bytes, checksum: 045cdb18d055bf5fc93c381989437ccc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-07-05T17:24:35Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao Diogo Soares - versao final.pdf: 2271441 bytes, checksum: 1934623b13d05486b9b430c7b919a200 (MD5) 306 Folha de Aprovação - Diogo Soares (Digitalizada).pdf: 499834 bytes, checksum: 045cdb18d055bf5fc93c381989437ccc (MD5) / Approved for entry into archive by Thiago Siqueira (thiagogiordano@ufam.edu.br) on 2018-07-05T17:38:05Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao Diogo Soares - versao final.pdf: 2271441 bytes, checksum: 1934623b13d05486b9b430c7b919a200 (MD5) 306 Folha de Aprovação - Diogo Soares (Digitalizada).pdf: 499834 bytes, checksum: 045cdb18d055bf5fc93c381989437ccc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-05T17:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao Diogo Soares - versao final.pdf: 2271441 bytes, checksum: 1934623b13d05486b9b430c7b919a200 (MD5) 306 Folha de Aprovação - Diogo Soares (Digitalizada).pdf: 499834 bytes, checksum: 045cdb18d055bf5fc93c381989437ccc (MD5) Previous issue date: 2018-05-11 / The advance of networking infrastructure technologies has spawned a new range of multi-hop applications, such as sensor networks and wireless mesh networks. The concept of delay and disruption-tolerant networks has emerged as a solution to enable communication in scenarios in which communication is intermittent. However, a basic premise for the good performance of these networks is the collaboration of the nodes during the communication. Such collaboration is a critical issue to the data flow and overall performance. However, due to factors resources constraints (e.g., buffer and energy), the nodes can act selfishly, and stop collaborating with the data flow in the network. The existence of a distributed mechanism to measure the collaboration degree of the network nodes is, therefore, vital to improve the delivery of messages. This work proposes a model of egoism detection using reputation mechanisms, which can qualify other members of the network according to their participation degree in the data flow to identify both selfish and cooperative nodes. The proposed model makes use of a numerical-based ranking method through executed during the contacts. Once qualified, a grouping technique classifies the network nodes, which differs from other works found in the literature. The experimental results, got in the simulation environment The ONE, show that the model proposed and implemented here is promising and the clustering technique can be applied without loss of reliability, and being very precise when the rate of selfish nodes in the network increases. / O avanço das tecnologias em infraestrutura de redes fez emergir uma nova gama de aplicações que se utilizam de múltiplos saltos, tais como as redes de sensores e as redes em malha sem fio. O conceito de redes tolerantes a atrasos e desconexões surgiu como uma solução para possibilitar a comunicação em cenários nos quais a comunicação é intermitente. Todavia, uma premissa básica para o bom desempenho dessas redes é a colaboração dos nós durante a comunicação. Essa colaboração é uma questão fundamental para o fluxo de dados e o desempenho global. Entretanto, devido a fatores como restrições de recursos próprios (por exemplo, buffer e energia), os nós eventualmente agem de maneira egoísta, deixando de colaborar com o fluxo de dados na rede. Portanto, é fundamental que exista um mecanismo distribuído que possa mensurar o grau de colaboração dos membros da rede a fim de melhorar a entrega das mensagens. Este trabalho propõe um modelo de detecção de egoísmo utilizando mecanismos de reputação, que possa qualificar outros membros da rede de acordo com seu grau de participação no fluxo de dados, podendo, desta forma, identificar nós egoístas e nós cooperativos. O ranqueamento é feito através de um método numérico executado durante os contatos. Uma vez qualificados, os membros da rede são classificados através de uma técnica de agrupamento, diferentemente de outros trabalhos encontrados na literatura. Os resultados experimentais, obtidos no ambiente de simulação The ONE, demonstram que o modelo aqui proposto e implementado é promissor e a técnica de agrupamento pode ser aplicada sem perda de confiabilidade, além se ser muito preciso quando a taxa de nós egoístas na rede aumenta.

Nitrogen (N) fertilization and drought stress have large influence on maize grain yield, thus studies about genotypes and management technologies are very important to increase maize production. This study is presented in three chapters; the first two were undertaken in the United States of America and the third one in Brazil. The following objectives are addressed in this order: (1) The primary objective was to understand which traits, if any, differ between similar-maturity tolerant and non-drought tolerant hybrids that govern nutrient uptake and concentrations under different management treatments (varied plant densities (PD) and N rates) and their influence on grain yield (GY). (2) The primary objective was to investigate the physiological and yield responses of comparable-maturity drought and non-drought tolerant hybrids (P1151 vs. P1162, and P1498 vs. 33D49) to varied plant density and N rates. (3) The main objective was to investigate the responses of maize to sidedress N applications, using isotopically labeled urea fertilizer (15N), at different development stages. The secondary objective was to verify the correlations between the chlorophylls and carotenoids with SPAD index (evaluated at V14 and V16) and all these parameters with total biomass (BM), harvest index (HI), GY and grain N content. The major results for objectives 1 and 2 were as follows: All hybrids had similar GY responses to PD (near 79,000 versus near 100,000 plants ha-1) and N rate (from 0 to 269 kg N ha-1) treatment factors. Hybrid 1 (AQUAmax(TM) P1151) demonstrated similar leaf photosynthetic (A) and transpiration (E ) rates than its non-drought tolerant counterpart of similar maturity since Hybrid 2 (P1162) had a higher leaf area Index (LAI) (at the R2 and R3 stages) and a similar GY as Hybrid 1. Hybrid AQUAmax(TM) P1498 maintained higher leaf A and E rates than P33D49 during the grain-fill period, thus perhaps demonstrating improved persistence in root water uptake late in the season. There was no single trait differentiation in photosynthesis or transpiration between drought and non-drought tolerant hybrids. Highest BM and GY at maturity generally followed shorter anthesis-silking intervals and more stover macronutrient (P and S) accumulation, in the drought season, so these characteristics appeared to be important drought-tolerant mechanisms regardless of hybrid designations. The major findings from the objective 3 investigations: Maize crop responded similarly for GY to timing of sidedress N application. Grain N content from 15N fertilizer and N uptake and efficiency were greater for early N applications. SPAD values correlated positively with most pigment variables at V16 in both seasons, thus proving that SPAD was an efficient instrument of indirect evaluation of chlorophylls and carotenoids in maize leaves at early stages. Chlorophyll b at V16, sample stage, was positively correlated (P<0.05) with grain N content, GY, and BM, and total chlorophyll at V16 was positively correlated with GY and grain N content. However the chlorophylls a and total, evaluated at V14, were negatively correlated with GY. So, measurement chlorophyll and carotenoid pigment contents should be done after V14 stage when studies aim to evaluate crop nutritional conditions and prescribe future grain production practices. / Adubação nitrogenada (N) e o estresse hídrico tem grande influência no rendimento de grãos de milho, assim, estudos sobre genótipos e o manejo dessa cultura são muito importantes para o aumento da produtividade. Este estudo é apresentado em três capítulos. Os dois primeiros foram desenvolvidos nos Estados Unidos e o terceiro no Brasil. Os objetivos são apresentados na seguinte ordem: (1) o objetivo principal foi entender quais características, se existirem, diferem entre híbridos tolerantes e não-tolerantes à seca, com semelhança em maturidade, que regem a absorção de nutrientes e concentrações destes sob diferentes tratamentos de cultivo e sua influência na produção de grãos. (2) O objetivo principal foi investigar as respostas fisiológicas (fotossíntese (A) e transpiração (E)) e a produção de milho em genótipos, com semelhante maturidade, tolerantes e não tolerantes ao déficit hídrico (P1151 vs. P1162 e P1498 vs. 33D49) em relação a variação de densidade de plantas e doses de N. (3) O principal objetivo foi investigar as respostas de milho à aplicação de nitrogênio em cobertura, ureia fertilizante (15N), em diferentes estádios fenológicos. O objetivo secundário foi: verificar a correlação entre as clorofilas e carotenoides com SPAD (avaliado em V14 e V16) e destas com a biomassa total (BM), índice de colheita (IC), produção de grãos (PG) e do conteúdo de N nos grãos. Como resultados: (1 e 2) Todos os híbridos responderam de forma semelhante para para PG em relação aos tratamentos. O Híbrido P1151 demonstrou semelhantes A e E e menor area foliar do que seu semelhante em maturidade (P1162). Híbrido P1498 pareceu ser capaz de manter a taxa de transpiração foliar e de fotossíntese mais elevadas do que 33D49, durante o período de enchimento de grãos. Este híbrido apresentou uma melhor persistência na captação de água pela raiz no final da estação de cultivo. Geralmente maiores BM e PG na maturidade foram relacionadas a menores intervalos de diferenciação floral e a maior acumulação, na estação seca, de macronutrientes (P e S) no colmo, sendo as ultimas características consideradas como mecanismos de tolerância à seca. (3) A cultura do milho respondeu de forma semelhante em relação a PG à aplicação de N. O teor de nitrogênio nos grãos derivado do 15N fertilizante e a eficiência de uso do fertilizante nitrogenado foram maiores em relação a aplicação de N nos primeiros estádios. Houve correlação positiva e siginificativa para SPAD com a maioria dos pigmentos no estádio de avaliação V16. Provando ser um instrumento eficaz de avaliação indireta de clorofilas e carotenóides em estágios iniciais. A clorofila b, avaliada em V16, apresentou correlação positiva significativa (p<0,05) com teor de N nos grãos, PG, e BM, a clorofila total em V16 também apresentou uma correlação positiva com o teor de N nos grãos, no entanto, as clorofilas a e total, avaliadas em V14, apresentaram correlação negativa com PG. Assim, a medição do teor de pigmentos com o objetivo de estudar as condições nutricionais e previr a produção de grãos deve ser realizada após o estágio V14.

Nitrogen (N) fertilization and drought stress have large influence on maize grain yield, thus studies about genotypes and management technologies are very important to increase maize production. This study is presented in three chapters; the first two were undertaken in the United States of America and the third one in Brazil. The following objectives are addressed in this order: (1) The primary objective was to understand which traits, if any, differ between similar-maturity tolerant and non-drought tolerant hybrids that govern nutrient uptake and concentrations under different management treatments (varied plant densities (PD) and N rates) and their influence on grain yield (GY). (2) The primary objective was to investigate the physiological and yield responses of comparable-maturity drought and non-drought tolerant hybrids (P1151 vs. P1162, and P1498 vs. 33D49) to varied plant density and N rates. (3) The main objective was to investigate the responses of maize to sidedress N applications, using isotopically labeled urea fertilizer (15N), at different development stages. The secondary objective was to verify the correlations between the chlorophylls and carotenoids with SPAD index (evaluated at V14 and V16) and all these parameters with total biomass (BM), harvest index (HI), GY and grain N content. The major results for objectives 1 and 2 were as follows: All hybrids had similar GY responses to PD (near 79,000 versus near 100,000 plants ha-1) and N rate (from 0 to 269 kg N ha-1) treatment factors. Hybrid 1 (AQUAmax(TM) P1151) demonstrated similar leaf photosynthetic (A) and transpiration (E ) rates than its non-drought tolerant counterpart of similar maturity since Hybrid 2 (P1162) had a higher leaf area Index (LAI) (at the R2 and R3 stages) and a similar GY as Hybrid 1. Hybrid AQUAmax(TM) P1498 maintained higher leaf A and E rates than P33D49 during the grain-fill period, thus perhaps demonstrating improved persistence in root water uptake late in the season. There was no single trait differentiation in photosynthesis or transpiration between drought and non-drought tolerant hybrids. Highest BM and GY at maturity generally followed shorter anthesis-silking intervals and more stover macronutrient (P and S) accumulation, in the drought season, so these characteristics appeared to be important drought-tolerant mechanisms regardless of hybrid designations. The major findings from the objective 3 investigations: Maize crop responded similarly for GY to timing of sidedress N application. Grain N content from 15N fertilizer and N uptake and efficiency were greater for early N applications. SPAD values correlated positively with most pigment variables at V16 in both seasons, thus proving that SPAD was an efficient instrument of indirect evaluation of chlorophylls and carotenoids in maize leaves at early stages. Chlorophyll b at V16, sample stage, was positively correlated (P<0.05) with grain N content, GY, and BM, and total chlorophyll at V16 was positively correlated with GY and grain N content. However the chlorophylls a and total, evaluated at V14, were negatively correlated with GY. So, measurement chlorophyll and carotenoid pigment contents should be done after V14 stage when studies aim to evaluate crop nutritional conditions and prescribe future grain production practices. / Adubação nitrogenada (N) e o estresse hídrico tem grande influência no rendimento de grãos de milho, assim, estudos sobre genótipos e o manejo dessa cultura são muito importantes para o aumento da produtividade. Este estudo é apresentado em três capítulos. Os dois primeiros foram desenvolvidos nos Estados Unidos e o terceiro no Brasil. Os objetivos são apresentados na seguinte ordem: (1) o objetivo principal foi entender quais características, se existirem, diferem entre híbridos tolerantes e não-tolerantes à seca, com semelhança em maturidade, que regem a absorção de nutrientes e concentrações destes sob diferentes tratamentos de cultivo e sua influência na produção de grãos. (2) O objetivo principal foi investigar as respostas fisiológicas (fotossíntese (A) e transpiração (E)) e a produção de milho em genótipos, com semelhante maturidade, tolerantes e não tolerantes ao déficit hídrico (P1151 vs. P1162 e P1498 vs. 33D49) em relação a variação de densidade de plantas e doses de N. (3) O principal objetivo foi investigar as respostas de milho à aplicação de nitrogênio em cobertura, ureia fertilizante (15N), em diferentes estádios fenológicos. O objetivo secundário foi: verificar a correlação entre as clorofilas e carotenoides com SPAD (avaliado em V14 e V16) e destas com a biomassa total (BM), índice de colheita (IC), produção de grãos (PG) e do conteúdo de N nos grãos. Como resultados: (1 e 2) Todos os híbridos responderam de forma semelhante para para PG em relação aos tratamentos. O Híbrido P1151 demonstrou semelhantes A e E e menor area foliar do que seu semelhante em maturidade (P1162). Híbrido P1498 pareceu ser capaz de manter a taxa de transpiração foliar e de fotossíntese mais elevadas do que 33D49, durante o período de enchimento de grãos. Este híbrido apresentou uma melhor persistência na captação de água pela raiz no final da estação de cultivo. Geralmente maiores BM e PG na maturidade foram relacionadas a menores intervalos de diferenciação floral e a maior acumulação, na estação seca, de macronutrientes (P e S) no colmo, sendo as ultimas características consideradas como mecanismos de tolerância à seca. (3) A cultura do milho respondeu de forma semelhante em relação a PG à aplicação de N. O teor de nitrogênio nos grãos derivado do 15N fertilizante e a eficiência de uso do fertilizante nitrogenado foram maiores em relação a aplicação de N nos primeiros estádios. Houve correlação positiva e siginificativa para SPAD com a maioria dos pigmentos no estádio de avaliação V16. Provando ser um instrumento eficaz de avaliação indireta de clorofilas e carotenóides em estágios iniciais. A clorofila b, avaliada em V16, apresentou correlação positiva significativa (p<0,05) com teor de N nos grãos, PG, e BM, a clorofila total em V16 também apresentou uma correlação positiva com o teor de N nos grãos, no entanto, as clorofilas a e total, avaliadas em V14, apresentaram correlação negativa com PG. Assim, a medição do teor de pigmentos com o objetivo de estudar as condições nutricionais e previr a produção de grãos deve ser realizada após o estágio V14.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T14:58:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rayol de Mendonça Neto.pdf: 7610835 bytes, checksum: 6c4c8ac8cd33ea82c062cd5bb0830639 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T14:58:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rayol de Mendonça Neto.pdf: 7610835 bytes, checksum: 6c4c8ac8cd33ea82c062cd5bb0830639 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-29T14:58:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rayol de Mendonça Neto.pdf: 7610835 bytes, checksum: 6c4c8ac8cd33ea82c062cd5bb0830639 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-29T14:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Rayol de Mendonça Neto.pdf: 7610835 bytes, checksum: 6c4c8ac8cd33ea82c062cd5bb0830639 (MD5) Previous issue date: 2016-05-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Directory services are often used to store sensitive information (e.g., data and user credentials) in many critical systems such as access control and authentication services, DNS servers, e-mail and public key infrastructures. Although they provide a certain degree of security to prevent attacks and failures (e.g., security protocols and self replication mechanisms), the current directory services implementations, based on LDAP, they are not safe in fact, scalable and intrusions free. In this context, this work presents the first architecture for directory services based on the LDAP protocol, capable to tolerate failures and intrusions. For the development of this architecture is employed state machine replication to tolerate failure, and the diversity of systems at different levels to tolerate intrusions. The feasibility and applicability of the proposed solution is shown through several experiments. As a result, it is possible to attest that the system is efficient, with a performance at least three times better than the state of the art, as well as scalable and resilient. / Serviços de diretório são frequentemente usados para armazenar informações sensíveis (e.g., dados e credenciais de usuários) nos mais variados sistemas críticos, tais como serviços de autenticação e controle de acesso, servidores DNS, e-mail e infra-estrutura de chaves públicas. Embora possuam um certo grau de segurança para evitar ataques e falhas (e.g., protocolos de segurança e mecanismos próprios de replicação de dados), as atuais implementações de serviços de diretórios, baseadas no protocolo LDAP, não são de fato seguras, escaláveis e livres de intrusões. É neste contexto que esta dissertação apresenta a primeira arquitetura para serviços de diretórios, baseado no protocolo LDAP, capaz de tolerar falhas e intrusões. Para o desenvolvimento desta arquitetura é empregada a replicação de máquinas de estado, para tolerar falhas, e a diversidade de sistemas, em diferentes níveis, para tolerar intrusões. A viabilidade e aplicabilidade da solução proposta é demonstrada através de diversos experimentos. Como resultado, é possível atestar que o sistema é eficiente, com um desempenho no mínimo três vezes melhor que o estado da arte, bem como escalável e resiliente.

Com a heterogeneidade de tecnologias de comunicação sem fio presentes na borda de redes de acesso, serviços providos na Internet podem ser acessados de forma quasi ubíqua através de dispositivos móveis ou portáteis. O acesso a esses serviços, contudo, está associado a atrasos e rupturas frequentes na comunicação devido a razões inerentes à mobilidade do dispositivo, como: i) perda de sinal em locais onde há pouca ou nenhuma cobertura de acesso móvel; ii) erros no quadro de dados durante a transmissão e, consequentemente, perdas de pacotes, que podem ser ocasionados por interferência no sinal ou enfraquecimento deste pelo distanciamento do dispositivo em relação à Estação Base; iii) mudanças de endereços IP durante transmissões em andamento causadas pela migração do dispositivo entre diferentes redes. Como consequência, aplicações falham com a ruptura de comunicações orientadas a conexão. Tratar a mobilidade de forma transparente à aplicação é um dos desafios da Computação Móvel e Ubíqua que vem sendo pesquisado ao longo da última década. Soluções foram propostas para operarem desde a Camada de Enlace à Aplicação. Muitas delas, entretanto, exigem modificações na pilha de protocolos TCP/IP e adição de infraestrutura específica de rede no suporte à comunicação fim-a-fim. Além de elevar o custo das etapas de implantação e manutenção, estratégias intrusivas e dependentes de infraestrutura adicional podem não apresentar desempenho satisfatório. Nesse contexto, propomos tratar a mobilidade no nível da própria aplicação através de Sessões de Comunicação que não falham com atrasos e desconexões. Operando somente nos nós-fim e de modo transparente às Camadas adjacentes de Aplicação e Transporte, as sessões não requerem infraestrutura adicional para intermediar ou controlar a comunicação entre pares, tampouco modificações em protocolos legados da pilha TCP/IP. O conceito de Sessões Tolerantes a Rupturas é implementado através de uma API de propósito geral em sistemas Linux que estende a interface de Sockets. A API é, na prática, uma camada transparente sobre o Socket que provê Ciência de Mobilidade à aplicação através de mecanismos para: acompanhar a localização de nós ao longo da duração de uma sessão; detectar rupturas nas transmissões causadas pela mobilidade do nó ou de seu par remoto; suspender e retomar sessões de forma eficiente, segura e confiável. Experimentos conduzidos em ambientes emulados e reais com equipamentos de uso comercial mostram a eficiência das sessões. Além de introduzir baixa degradação na vazão fim-a-fim, rupturas na transmissão podem ser detectadas em microssegundos e sessões suspensas são reabertas em milissegundos. Com um desempenho superior a solução de mobilidade geral da Camada IP, as sessões não necessitam de adaptações de software em equipamentos de rede / Nowadays services available on the Internet can be accessed from mobile devices while they roam across heterogeneous wireless networks. Due to the inherent reasons of device mobility, however, the access to such services is frequently involved with delay and disruptions. The most common reasons are: i) losing radio signal at places where mobile access coverage area is not available; ii) frame error, losses, and fading on the radio signal when the mobile device moves away from the Base Station; iii) changes on the devices IP address over ongoing transmission, while the mobile node migrates among different wireless networks. As result, networked application fails with disruptions on TCP connections established in the mobile users path. Handling seamlessly mobility on the Internet is a technical challenge of the Mobile Computing Paradigm. It has been widely researched over the last decade. Several solutions have been proposed to work from the Link Layer to the Application Layer. Most of them, however, work intrusively and require modifications in the classical TCP/IP protocol stack, as well as rely on additional network infrastructure to support mobile end-to-end communication. Besides increasing the cost of deployment and maintenance, intrusive and infrastructure dependent strategies may not present suitable performance. In this sense, we devised an architecture to handle mobility at the Application level by means of communication sessions that do not fail with delay, disruption or disconnection. Such sessions work only at the end-systems in a such way that: are fully transparent to the adjacent layers of Transport and Application; do not require additional network infrastructure to forward and manage the communication between two mobile peers; and do not impose any modification on the legacy protocols from the TCP/IP stack. The concept of Disruption-Tolerant Sessions is implemented in Linux by means of a general purpose API extended from the Socket interface. Such API is a transparent layer placed on top of the Socket to provide mobility awareness to the Application Layer. To do so, session services are provided for: tracking mobile peers along the session duration; detecting disruptions over TCP connection caused by mobility of the local or remote peer; suspending and resuming sessions with efficiency, security and reliability. Experiments conducted in emulated and real systems (off-the-shelf hardware and open source software) showed the desired efficiency. Besides introducing little overhead on the goodput, disruptions are detected in a range of microseconds and suspended sessions are resumed in milliseconds. With performance greater than the general IP layer mobility solution, the proposed sessions do not require software adaptation in the core of the network infrastructure

Dissertation submitted for obtain the degree of Doctor in Electrical and Computer Engineering, at the Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto