Orientador: Eleri Cardozo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Feliciano_GuilhermedeOliveira_M.pdf: 2077722 bytes, checksum: 5dd4458ac834821b2bacb4160ad55aee (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Lício de Geus / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T17:54:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AndersonSoares_M.pdf: 1713313 bytes, checksum: 51dca461e2b83cdfcc2dc93cad68a877 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Apesar do extensivo uso da computação em nuvens na atualidade, ainda há um grande número de organizações que optam por utilizar arquiteturas computacionais tradicionais por considerarem esta tecnologia não confiável, devido a problemas não resolvidos relacionados a segurança e privacidade. A garantia da segurança em ambientes de nuvens é atualmente perseguida através de acordos de níveis de serviço de segurança; apesar disto, o monitoramento destes acordos até agora tem sido dificultada por obstáculos técnicos relacionados a virtualização, compartilhamento de recursos e multi-locação Visando o acompanhamento destes acordos e consequentemente a melhoria da segurança em nuvens de serviços de infraestrutura, este trabalho apresenta uma solução de monitoramento baseada em mecanismos seguros para coleta de informações. Utilizando-se técnicas como monitoramento caixa preta e introspecção, elimina-se a necessidade de instalação de ferramentas de monitoramento na máquina virtual. Através de informações de desempenho coletadas através da solução de monitoramento, apresenta-se também um estudo sobre a identificação de ataques a máquinas virtuais em ambientes de nuvens, através da detecção de anomalias de segurança / Abstract: Despite the extensive use of cloud computing today, there is a large number of organizations that choose to stick to traditional architectures, since this technology is considered unreliable due to as yet unsolved problems related to security and privacy. Ensuring security in cloud environments is currently being pursued through security-minded service level agreements. However, monitoring such agreements has so far been hampered by technical obstacles related to virtualization, resource sharing and multi-tenancy. Aiming at monitoring these agreements and consequently improving security in cloud infrastructure services, this work presents a monitoring architecture based on external mechanisms for collecting information. Through the use of techniques such as blackbox monitoring and introspection, one eliminates the need to install monitoring tools on the virtual machine. Also, by using performance information collected by the monitoring solution, this work presents a study about the identification of attacks to virtual machines in cloud environments through anomaly detection / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:43:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alkmim_GustavoPrado_M.pdf: 588888 bytes, checksum: 595d027838b31a65d91822b3b1ce04e6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A virtualização de redes é uma tecnologia promissora para ser utilizada como base na Internet do futuro, pois permite a introdução de novas funcionalidades nos elementos da rede a baixo custo. Uma das questões em virtualização de redes é como realizar o mapeamento eficiente de redes virtuais em substratos de redes, que é um problema de mapeamento é NP-Difícil. As soluções existentes na literatura ignoram várias características essenciais para ambientes reais a fim de que o problema possa ser resolvido em um intervalo de tempo razoável. Na presente dissertação, propõem-se oito algoritmos baseados em programação linear inteira 0-1 para resolver o problema de mapeamento que consideram diversas características realistas que não são incluídas em outras modelagens existentes. Seis dos algoritmos minimizam a largura de banda alocada e dois dos algoritmos minimizam o consumo de energia no substrato. Os algoritmos aproximativos propostos são capazes de determinar o mapeamento de redes virtuais em substratos de grande porte em poucos segundos e de encontrar soluções com qualidade, o que possibilita a adoção dos mesmos em mecanismos de controle de admissão em tempo real / Abstract: Network virtualization is a promising technology to be employed in the future Internet, since it allows the introduction of new functionalities in network elements at low cost. One of the open questions in network virtualization is how to perform an efficient mapping of virtual networks in the substrate, which is NP-Hard problem. Existing solutions in the literature ignore several characteristics of real-world environments in order to solve the problem in a reasonable time frame. This paper introduces eight algorithms to solve the mapping problem that are based on 0-1 integer linear programming. One of the main contribution is the consideration of realistic assumptions to the problem that are not considered by others in the literature. Six algorithms minimize the allocated bandwidth and the two others minimize the power consumption in the substrate. The proposed approximative algorithms can map virtual networks in large substrates in few seconds and they find accurate solutions, which make them adequate to be employed in real-time admission control / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T03:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SoaresJunior_MiltonAparecido_M.pdf: 2099044 bytes, checksum: 9429a525b941834e987d70cb3b26c2fc (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Apesar do seu sucesso, a arquitetura atual da Internet _e uma fonte de vários problemas para as aplicações atuais e as demandas futuras. A virtualização da infraestrutura da rede é proposta como alternativa para solucionar esses problemas sem a necessidade de alterar o núcleo da Internet, pois ela habilita o pluralismo de arquiteturas de rede. Neste trabalho, foi desenvolvida uma arquitetura de gerência autonômica de redes virtuais baseada em sistemas multiagentes. Um protótipo que realiza a função de autocura de redes virtuais foi implementado a partir dessa arquitetura. Novos algoritmos e mecanismos foram desenvolvidos para melhorar a eficiência do protótipo. Foi realizado, também, um estudo de caso sobre a gerência de redes virtuais que leva em consideração os requisitos das aplicações que estão sendo executadas em uma nuvem. Uma plataforma de experimentação baseada em máquinas virtuais e no OpenFlow foi criada para a execução dos experimentos. Tanto o protótipo quanto a plataforma de experimentação integram ferramentas atuais criando uma única solução para a gerência de redes virtuais. Os resultados apresentados contribuem para aproximar a virtualização de redes e a gerência autonômica da realidade / Abstract: Despite its success, the current architecture of the Internet is a source of many problems for current applications and future demands. The virtualization of network infrastructure is proposed as an alternative to solve these problems without the need to change the core of the Internet, as it enables the network architecture pluralism. We have developed architecture for autonomic management of virtual networks based on multi-agent systems. Based on this architecture, we implemented a prototype that performs the function of self-healing virtual networks. New algorithms and mechanisms have been developed to improve the efficiency of the prototype. A case study on the management of virtual networks that takes into consideration the requirements of the applications that are running on a cloud is also presented. For the execution of the experiments was created an experimentation platform based on virtual machines and on OpenFlow. The prototype and the platform integrate current tools creating a single solution for management of virtual networks. The results contributed to bring network virtualization and autonomic management closer to reality / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Christian Rodolfo Esteve Rothenberg / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T08:39:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_MarcosAntoniode_D.pdf: 7263131 bytes, checksum: fad0f39a012c338503de664fbec8fe8c (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Esta tese apresenta uma proposta de arquitetura para controle de redes ópticas de transporte que utiliza o paradigma de redes definidas por software, com suporte a operação autonômica com base em políticas. A arquitetura é constituída pelos seguintes pilares: (i) modelagem dos elementos de rede, incluindo suas interconexões, restrições, capacidades, entre outros, utilizando a linguagem YANG; (ii) composição dos modelos dos elementos de rede e suas relações em um modelo que representa a rede, suportando transformações para representação da rede como grafos de propriedades; e (iii) um modelo de políticas baseado em objetos associados ao grafo de propriedades da rede que viabiliza a operação autonômica do controlador. A proposta foi validada através de provas de conceito realizadas por simulações, protótipos e experimentos, incluindo casos de uso de segmentação e virtualização da rede óptica de transporte, aplicações SDN para ajuste de parâmetros operacionais da rede com base em políticas, bem como a operação autônoma do controlador SDN com auxílio de ferramentas de simulação com rotinas de planejamento automatizado / Abstract: This thesis proposes an architecture for optical transport networks control, using the software defined networking paradigm, with support for policy-based autonomic operation. The architecture is composed of three pillars: (i) modeling of network elements, its interconnections, constraints and capabilities using the YANG language; (ii) composition of the network element models and its interconnections forming a network model, supporting transformations for representing the network as property graphs; and (iii) a policy model based on objects associated to the network graph designed for allowing autonomic operation of the network controller. The proposal has been validated through a set of proofs of concept performed via simulations, prototypes and experiments, including use cases for optical transport network slicing and virtualization, SDN applications for policy-based operational parameters adjustment, and autonomic operation of the SDN controller assisted by simulation tools with routines for automated planning / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Esta tese apresenta um conjunto de avaliações experimentais com o objetivo de identificar como as camadas de hardware e software podem ser determinantes na obtenção de desempenho em máquinas virtuais em nuvem. A computação em nuvem apresenta benefícios no fornecimento de serviços de infraestrutura de forma conveniente e sob demanda. Essa oferta de serviços, sob demanda, pode conduzir os clientes à contratação de serviços virtualizados que atendam às suas necessidades com bom desempenho. Quando os serviços de infraestrutura são vendidos ou alugados com a descrição apenas das características das máquinas virtuais, o desempenho obtido pode não ser o desejado devido às restrições dos recursos físicos. Sendo assim, é proposto um levantamento sobre quais informações são fornecidas pelos provedores de nuvem. De posse das informações coletadas, um conjunto de experimentos demonstra a importância da camada de virtualização para os serviços de infraestrutura. Os resultados apresentados nesta tese demonstram que apesar de os provedores terem tipos de máquinas virtuais semelhantes nos recursos virtuais, os recursos físicos são determinantes na obtenção do desempenho. Além dos recursos físicos, os recursos de software também são determinantes na obtenção do desempenho, devido principalmente à marcante influência do virtualizador considerado. / This thesis presents a set of experimental evaluations in order to identify how the hardware and software layers can be crucial in getting services with good performance levels. Cloud computing offers benefits in providing a convenient way of infrastructure services and on demand. This services offer, on demand, can drive customers hiring virtualized services that meet their needs with good performance. When the infrastructure services are sold or leased with a description only of the characteristics of virtual machines, the obtained performance may not be desired due to the restrictions of physical resources. Thus, a survey on what information is provided by cloud providers is proposed. Armed with the information collected, a set of experiments demonstrates the importance of the virtualization layer for infrastructure services. The results presented demonstrate that although providers have similar types of virtual machines in virtual resources, physical resources are determinant in obtaining performance. In addition to the physical resources, the resources of software are also critical in getting the performance, mainly due to the strong influence of the considered virtualizer.

A tecnologia de virtualização de redes é um novo paradigma de redes que permite a múltiplas redes virtuais (VNs) compartilharem de uma forma eficiente e eficaz a mesma rede de infraestrutura denominada rede de substrato (SN). A implementação e o desenvolvimento de novos protocolos, testes de novas soluções e arquiteturas para a Internet atual e do futuro podem ser tratadas por meio da virtualização de redes. Com a virtualização de redes surge um desafio denominado problema VNE. O problema de virtualização de redes embutidas (VNE) consiste em realizar o mapeamento dos nós virtuais e o mapeamento dos enlaces virtuais sobre uma rede de substrato (SN). O problema é conhecido como NP-Hard e a sua solução é realizada por meio de algoritmos heurísticos e aproximados que realizam o mapeamento de nós e enlaces virtuais em dois estágios de forma independente ou coordenada. A presente tese tem o objetivo de resolver o mapeamento dos enlaces virtuais do problema VNE com a utilização da álgebra de caminhos. A solução apresentada fornece o melhor desempenho quando comparada com as demais soluções de virtualização de redes encontradas na literatura. Os resultados obtidos nas simulações para o problema VNE foram avaliados e analisados com a utilização do algoritmo desenvolvido nesta tese denominado Path Algebra for Virtual Link Mapping (PAViLiM), que utiliza a álgebra de caminhos para realizar o mapeamento de enlaces virtuais para caminhos na rede de substrato. A álgebra de caminhos é poderosa e flexível. Tal flexibilidade permite que ocorra uma exploração detalhada do espaço de soluções e a identificação do melhor critério e política que devem ser utilizados para a virtualização de redes. / The network virtualization technology is a new paradigm of network that allows multiple virtual networks (VNs) share in an efficient and effective way the same network infrastructure called substrate network (SN). The implementation and the development of new protocols, testing of new solutions and architectures for current and future Internet can be addressed through network virtualization. With the network virtualization arises a challenge called VNE problem. The problem of virtual network embedded (VNE) is to conduct the mapping of the virtual nodes and mapping of the virtual links over a substrate network (SN).The problem is known as NP-Hard and its solution is accomplished by means of approximate and heuristic algorithms that perform the mapping of virtual nodes and links in two stages independently or coordinated. This thesis aims to solve the mapping of virtual links for VNE problem using the paths algebra. The solution presented provides the best performance when compared with other networks virtualization solutions from the literature. The results of simulation for the VNE problem were evaluated and analyzed using the algorithm developed in this thesis called Path Algebra for Virtual Link Mapping (PAViLiM), which uses the paths algebra to perform the mapping of virtual links to paths in substrate network. The paths algebra is powerful and flexible. This flexibility allows the occurrence of a detailed exploration for identifying the best solutions and political criteria to be used for network virtualization.

Ferramentas de virtualização de redes podem ser utilizadas com a finalidade de criar experimentos envolvendo redes de computadores e sistemas distribuídos em diversas aplicações, seja este para avaliação e validação de um sistema distribuído, teste de novas configurações em um ambiente de produção, ou mesmo para uso educacional. Várias são as opções de ferramentas disponíveis para a realização de tais experimentos. Entretanto, as ferramentas disponíveis não oferecem um suporte adequado a virtualização de redes móveis. O presente trabalho de mestrado apresenta uma proposta para a modificação de uma ferramenta de virtualização de código livre chamada Netkit, de modo a viabilizar a criação de experimentos que envolvam redes móveis. Neste caso, a ferramenta prevê que os dispositivos possam ser localizados em um espaço virtual e deslocados, de modo que variações como intensidade de sinal, trocas de pontos de acesso e experimentos que envolvam a localização espacial dos dispositivos possam ser efetuados. / Network virtualization tools can be used to create several experiments like distributed systems evaluation and validation, test new software configuration in a virtual production environment or educational research. Although many tools enable a user to execute such experiments, few have mobile network support, presenting only wired network. The current project aims to present a proposal to modify a open source virtual network emulator called Netkit, enabling mobile network experimentation. The modified tool is capable to create virtual devices that can be located in a virtual space and moved along it, providing signal intensity variation, handovers, and able to address experimentation scenarios that requires spatial and geodesic location of the virtual mobile devices.

A tecnologia de virtualização de redes é um novo paradigma de redes que permite a múltiplas redes virtuais (VNs) compartilharem de uma forma eficiente e eficaz a mesma rede de infraestrutura denominada rede de substrato (SN). A implementação e o desenvolvimento de novos protocolos, testes de novas soluções e arquiteturas para a Internet atual e do futuro podem ser tratadas por meio da virtualização de redes. Com a virtualização de redes surge um desafio denominado problema VNE. O problema de virtualização de redes embutidas (VNE) consiste em realizar o mapeamento dos nós virtuais e o mapeamento dos enlaces virtuais sobre uma rede de substrato (SN). O problema é conhecido como NP-Hard e a sua solução é realizada por meio de algoritmos heurísticos e aproximados que realizam o mapeamento de nós e enlaces virtuais em dois estágios de forma independente ou coordenada. A presente tese tem o objetivo de resolver o mapeamento dos enlaces virtuais do problema VNE com a utilização da álgebra de caminhos. A solução apresentada fornece o melhor desempenho quando comparada com as demais soluções de virtualização de redes encontradas na literatura. Os resultados obtidos nas simulações para o problema VNE foram avaliados e analisados com a utilização do algoritmo desenvolvido nesta tese denominado Path Algebra for Virtual Link Mapping (PAViLiM), que utiliza a álgebra de caminhos para realizar o mapeamento de enlaces virtuais para caminhos na rede de substrato. A álgebra de caminhos é poderosa e flexível. Tal flexibilidade permite que ocorra uma exploração detalhada do espaço de soluções e a identificação do melhor critério e política que devem ser utilizados para a virtualização de redes. / The network virtualization technology is a new paradigm of network that allows multiple virtual networks (VNs) share in an efficient and effective way the same network infrastructure called substrate network (SN). The implementation and the development of new protocols, testing of new solutions and architectures for current and future Internet can be addressed through network virtualization. With the network virtualization arises a challenge called VNE problem. The problem of virtual network embedded (VNE) is to conduct the mapping of the virtual nodes and mapping of the virtual links over a substrate network (SN).The problem is known as NP-Hard and its solution is accomplished by means of approximate and heuristic algorithms that perform the mapping of virtual nodes and links in two stages independently or coordinated. This thesis aims to solve the mapping of virtual links for VNE problem using the paths algebra. The solution presented provides the best performance when compared with other networks virtualization solutions from the literature. The results of simulation for the VNE problem were evaluated and analyzed using the algorithm developed in this thesis called Path Algebra for Virtual Link Mapping (PAViLiM), which uses the paths algebra to perform the mapping of virtual links to paths in substrate network. The paths algebra is powerful and flexible. This flexibility allows the occurrence of a detailed exploration for identifying the best solutions and political criteria to be used for network virtualization.

A proposta deste projeto de doutorado envolve a pesquisa sobre computação autônoma, focando na elaboração de mecanismos de autoconfiguração e auto-otimização para arquiteturas virtualizadas que buscam garantir a provisão de qualidade de serviço. Esses mecanismos fazem uso de elementos autônomos que são auxiliados por uma ontologia. Para isso, instrumentos de Web Semântica são utilizados para que a ontologia represente uma base de conhecimento com as informações dos recursos computacionais. Tais informações são utilizadas por algoritmos de otimização que, baseados em regras pré-definidas pelo administrador, tomam a decisão por uma nova configuração do sistema que vise a otimizar o desempenho. A configuração e a otimização geralmente envolvem elementos de software que precisam ser gerenciados pelos profissionais em Tecnologia da Informação (TI). Parte desse gerenciamento é composto de tarefas corriqueiras, por exemplo, monitorações, reconfigurações e verificações de desempenho. Tais tarefas demandam tempo e, portanto, geram custos e desgastes para os profissionais. Dessa forma, este projeto visa automatizar algumas dessas tarefas corriqueiras, facilitando o trabalho dos profissionais de TI e permitindo que eles foquem em tarefas mais críticas. Portanto, para alcançar esse objetivo foi realizado um estudo e a criação de mecanismos distribuídos baseados em Computação Autônoma e Web Semântica que permitem a configuração e otimização de recursos de forma automática. Os resultados individuais de cada mecanismo indicam que é possível alcançar um nível satisfatório de auto-configuração e auto-otimização para arquiteturas virtualizadas. O mecanismo de auto-configuração obteve melhores resultados com a abordagem de monitoração de recursos ao invés de utilizar previsões, já o mecanismo de auto-otimização provou que sua metodologia e algoritmo são aplicáveis na busca de uma configuração otimizada para atender ao SLA acordado. / The purpose of this PhD project involves the research about autonomic computing, focusing on the development of self-configuration and self-optimization mechanisms for virtualized architectures that aims to ensure the provision of Quality of Service. These mechanisms make use of autonomous elements that are aided by an ontology. Therefore, SemanticWeb tools are used in order to allow the ontology to represent a knowledge base with information of the computational resources. Such information is used by optimization algorithms that take the decision of choosing a new configuration that aims at optimizing the architecture performance based on rules predefined by the administrator. The configuration and optimization usually involve elements of software that must be managed by professionals in the Information Technology (IT) field and part of this management is composed of common tasks, for example, monitoring tests, reconfigurations and performance evaluations. These tasks take some time and therefore generate costs and distress to the professionals. Thus, this project aims at automating some of these common tasks, facilitating the work of IT professionals and allowing them to focus on more critical tasks. Therefore, to achieve this goal a study was performed and distributed mechanisms based on Autonomic Computing and Semantic Web were created allowing the configuration and optimization of resources automatically. The individual results of each mechanism indicate that it is possible to achieve a satisfactory level of self-configuration and self-optimization for virtualized architectures. The self-configuration mechanism has achieved better results with the resource monitoring approach rather than using predictions and the self-optimization mechanism has proven that its methodology and algorithm are applicable in the search for an optimized configuration to meet the SLA agreed.