Importante
- Os trabalhos de conclusão aqui listados tem natureza prática e envolvem atividades de programação;
- A realização do trabalho de conclusão requer dedicação e disciplina;
- Meu acompanhamento dos trabalhos de conclusão envolve reuniões periódicas.
Apesar dos itens acima serem antipáticos, eles são necessários porque definem a forma de trabalho. A lista de sugestões para trabalhos de conclusão em computação é (detalhes abaixo):
Gerenciamento de Circuitos Inter-domínio em Redes OpenFlow
- Contextualização: Redes que permitem o estabelecimento de circuitos têm se popularizado em backbones acadêmicos recentemente. Em tais redes, usuários finais são capazes de solicitar a criação de circuitos dedicados para que aplicações com requisitos de qualidade de serviços (QoS) mais exigentes sejam atendidas. O OpenFlow é uma tecnologia de redes recente que permite, entre outras facilidades, que o tráfego de rede seja priorizado. Nativamente, o OpenFlow não oferece circuitos, mas pode adequadamente emulá-los ao tratar tráfegos mais críticos de forma prioritária.
- Motivação: Atualmente, alguns middlewares de rede administram a criação de circuitos. Porém, suas interfaces gráficas, normalmente baseadas na Web, tendem a ser complicadas para os usuários finais. Além disso, tais interfaces não foram até então projetadas considerando o OpenFlow como tecnologia de rede.
- TC-I (primeiro semestre): Investigar as adaptações dos middlewares des rede atuais (ex.: ION/OSCARS/DRAGON) com relação ao seu suporte e eventuais adaptações considerando a existência do OpenFlow. Propor e implementar modificações nos middlewares para suportar o OpenFlow.
- TC-II (segundo semestre): Implementar no sistema MEICAN (sistema de gerenciamento desenvolvido pelo grupo de redes) suporte para que usuários finais possam reservar circuitos sobre uma infraestrutura OpenFlow.
Suporte Web Services e NETCONF para Gerenciamento de Dispositivos em Redes Virtuais
- Contextualização: A Internet sofreu uma série de modificações ao longo dos anos para atender a crescente demanda de usuários e o surgimento de aplicações de rede mais avançadas. Como conseqüência, a rede se tornou uma infraestrutura complexa e difícil de ser gerenciada. A virtualização de rede vem sendo considerada uma excelente alternativa para lidar com essas dificuldades e auxiliar na proposta de novas arquiteturas e soluções para os problemas da Internet. A virtualização de redes permite que múltiplas redes coexistam em uma única infraestrutura física, sendo que estas redes virtuais podem possuir características arquiteturais distintas.
- Motivação: O gerenciamento desses ambientes de redes virtualizados ainda é um tópico recente e um dos desafios que existem nesse contexto diz respeito à criação de interfaces de gerência mais adequadas para essas redes, já que atualmente esse gerenciamento é feito a partir de interfaces não padronizadas baseadas em linha de comando. Portanto, a definição de interfaces de gerência mais eficientes é importante para facilitar a operação de redes virtuais.
- TC-I (primeiro semestre): Investigar as soluções de gerência existentes para ambientes de redes virtualizados. Implementação de uma interface de gerenciamento para redes virtuais baseada no protocolo NETCONF. Realização de testes para avaliar o desempenho da interface de gerenciamento desenvolvida.
- TC-II (segundo semestre): Implementação de uma interface de gerência baseada em Web Services para o gerenciamento de redes virtuais. Realização de testes para avaliar o desempenho da interface de gerenciamento desenvolvida. Comparação e avaliação das interfaces de gerenciamento desenvolvidas. Redação do texto do TC.
Gerenciamento no OpenFlow/FlowVisor
- Contextualização: A Universidade de Stanford, em parceria com outras instituições, propôs uma camada de abstração para equipamentos de rede conhecida como OpenFlow, que faz a separação do plano de controle e do plano de dados, permitindo que os equipamentos (ex: switches de rede) sejam programados pelo administrador para determinar o funcionamento dos mesmos de acordo com as suas necessidades particulares. Dessa forma, o OpenFlow oferece oportunidades para que pesquisadores criem seus ambientes de rede personalizados que podem servir de base para os mais diversos experimentos. Para isso, o OpenFlow utiliza uma abstração de fluxo, para caracterizar as informações que chegam em um determinado equipamento e determinar uma ação a ser tomada a partir das características do fluxo.
- Motivação: O OpenFlow por si só não permite que múltiplos experimentos sejam conduzidos em um único equipamento, sendo que, para isso, foi proposta uma camada de virtualização para o OpenFlow, chamada FlowVisor. O FlowVisor permite que as tabelas de fluxos de um switch OpenFlow sejam compartilhadas entre diversos usuários, formando subconjuntos (slices) da rede. Dentre as funcionalidades do FlowVisor destacam-se vários mecanismos de isolamento, que evitam que um slice da rede interfira no funcionamento de outro. No entanto, o gerenciamento de ambientes baseados no OpenFlow/FlowVisor é um tópico que ainda não foi totalmente explorado e aplicações dessa natureza não são encontradas facilmente. Dessa forma, se faz necessário investigar as necessidades de gerenciamento desse tipo de ambiente para proporcionar uma melhor operação de redes baseadas nesse modelo.
- TC-I (primeiro semestre): Estudar as especificações referentes ao OpenFlow/FlowVisor. Implementar um ambiente de testes baseado no OpenFlow com múltiplos slices. Investigar as limitações de gerenciamento do OpenFlow. Estudar o desenvolvimento de aplicações para o OpenFlow utilizando o controlador NOX (ou outro controlador).
- TC-II (segundo semestre): Desenvolver aplicações para executar tarefas de gerenciamento através do NOX (ou outro controlador). Analisar os benefícios da utilização destas aplicações. Testes das soluções propostas. Redação do texto do TC.
Implementação de um Módulo de Manutenção de Consistência para Overlays P2P de Gerenciamento em Dispositivos Móveis
- Contextualização: Sistemas de gerenciamento de rede baseados em P2P possuem diversas características desejáveis para a execução de tarefas de gerenciamento de forma escalável e robusta. No entanto, a manutenção de consistência dos dados de gerenciamento nesses sistemas representa um desafio, o qual se torna ainda mais significativo quando o overlay P2P se apóia sobre dispositivos móveis.
- Motivação: A manutenção de consistência de informações em sistemas de gerenciamento distribuído fracamente acoplados é um tópico que desperta interesse na comunidade acadêmica. Além disso, a emergência de aplicações P2P sobre dispositivos móveis possibilita uma oportunidade importante de investigação nesse tópico. No entanto, é necessário avaliar a viabilidade da utilização das estratégias de manutenção de consistência para gerenciamento P2P em ambientes com alta mobilidade.
- TC-I (primeiro semestre): Estudar o modelo de gerenciamento baseado em P2P e as propostas de manutenção de consistência disponíveis. Estudar a ferramenta de gerenciamento ManP2P desenvolvida pelo Grupo de Redes da UFRGS. Verificar quais são os componentes essenciais dessa ferramenta a fim de adequar sua utilização a dispositivos com recursos reduzidos (e.g., dispositivos móveis).
- TC-II (segundo semestre): Modificar componentes essenciais do ManP2P para utilização em dispositivos móveis. Implementar um módulo de manutenção de consistência sobre a modificação realizada. Realizar experimentos para verificar o desempenho da solução. Avaliar criticamente os resultado, analisando a viabilidade da implementação.
Gerenciamento de Configuração Distribuído para Redes da Futura Internet
- Contextualização: Devido ao rápido avanço da computação, novas demandas de serviços que utilizam as infraestruturas da Internet foram sendo criadas nos últimos anos, como voz sobre IP, vídeo sob demanda e jogos online. Objetivando suportar as novas necessidades geradas pela popularização de tais serviços (e.g., garantias de largura de banda, latência, jitter), foram sendo incorporadas à estrutura da Internet novos protocolos e funcionalidades. Essa evolução, no entanto, aconteceu de forma pouco planejada, ocasionando um aumento gradativo da complexidade de manutenção das infraestruturas básicas de comunicação na Rede e dificultando a inclusão de novas tecnologias. Por esse motivo, diversos grupos de pesquisa vêm trabalhando no sentido de investigar abordagens para uma possível "recriação" da Internet, o que potencialmente culminaria no que é atualmente conhecida na comunidade científica de redes de computadores como a Futura Internet.
- Motivação: Espera-se que no futuro as redes sejam configuradas sob demanda e, tipicamente, perpassando vários domínios administrativos diferentes. O objetivo geral de uma configuração pode ser, por exemplo, a reserva de banda entre várias redes adjacentes. Tal objetivo geral, em cada rede particular, precisa ser traduzido para ações de configurações específicas: uma rede A pode reservar banda via GMPLS, enquanto outra rede B faz isso usando um gerenciamento centralizado via NETCONF. Neste contexto existem dois problemas principais:
(a) Como traduzir os objetivos em alto nível em ações específicas junto aos dispositivos de rede;
(b) Como coordenar os vários esforços de (re-)configuração das redes adjacentes de uma forma a apresentar um comportamento global consistente.
O item (a) já é um problema “clássico” da área de gerenciamento de redes e da Internet atual, com várias soluções conhecidas (e.g., proxies, gateways, wrappers, ontologias e seus elementos ativos). O item (b), bem menos investigado, tem relação com a coordenação e orquestração das ações de configuração. Uma configuração “global” de redes é, de alguma forma, um workflow (i.e., atividades de alto nível com função específica, encadeadas, em sequência ou em paralelo, que devem ser realizadas a fim de atingir um objetivo maior). Sistemas de orquestração já são uma realidade, por exemplo, em sistemas que utilizam o Business Process Execution Language (BPEL). A grande mudança necessária para as redes do futuro é que o sistema de execução dos workflows (e.g., BPEL engine) precisa ser distribuído ao longo das redes adjacentes para permitir, por exemplo, execução de configurações entre domínios administrativos diferentes.
- TC-I (primeiro semestre): Estudar técnicas atuais de gerenciamento de configuração e orquestração. Configurar um ambiente emulado de rede onde seja possível realizar os testes para validação do trabalho. Utilizando estratégias como virtualização, instanciar dispositivos e conexões dos mais diversos tipos para simular topologias e situações como das redes do futuro (criar redes de topologias não convencionais e/ou sistemas onde haja múltiplos domínios administrativos). Estudar BPEL.
- TC-II (segundo semestre): A partir dos testes e simulações realizados na primeira etapa do trabalho, estabelecer um plano para aprimorar as técnicas de gerenciamento de configuração. Implementar as melhorias propostas e realizar novamente os testes para colher novos dados sobre o desempenho do sistema. A contribuição do trabalho estará nas melhorias propostas com o uso de distribuído do BPEL em domínios administrativos diferentes.
Gerenciamento de Configuração Distribuído para Redes da Futura Internet
- Contextualização: Devido ao rápido avanço da computação, novas demandas de serviços que utilizam as infraestruturas da Internet foram sendo criadas nos últimos anos, como voz sobre IP, vídeo sob demanda e jogos online. Objetivando suportar as novas necessidades geradas pela popularização de tais serviços (e.g., garantias de largura de banda, latência, jitter), foram sendo incorporadas à estrutura da Internet novos protocolos e funcionalidades. Essa evolução, no entanto, aconteceu de forma pouco planejada, ocasionando um aumento gradativo da complexidade de manutenção das infraestruturas básicas de comunicação na Rede e dificultando a inclusão de novas tecnologias. Por esse motivo, diversos grupos de pesquisa vêm trabalhando no sentido de investigar abordagens para uma possível "recriação" da Internet, o que potencialmente culminaria no que é atualmente conhecida na comunidade científica de redes de computadores como a Futura Internet.
- Motivação: Espera-se que no futuro as redes sejam configuradas sob demanda e, tipicamente, perpassando vários domínios administrativos diferentes. O objetivo geral de uma configuração pode ser, por exemplo, a reserva de banda entre várias redes adjacentes. Tal objetivo geral, em cada rede particular, precisa ser traduzido para ações de configurações específicas: uma rede A pode reservar banda via GMPLS, enquanto outra rede B faz isso usando um gerenciamento centralizado via NETCONF. Neste contexto existem dois problemas principais:
(a) Como traduzir os objetivos em alto nível em ações específicas junto aos dispositivos de rede;
(b) Como coordenar os vários esforços de (re-)configuração das redes adjacentes de uma forma a apresentar um comportamento global consistente.
O item (a) já é um problema “clássico” da área de gerenciamento de redes e da Internet atual, com várias soluções conhecidas (e.g., proxies, gateways, wrappers, ontologias e seus elementos ativos). O item (b), bem menos investigado, tem relação com a coordenação e orquestração das ações de configuração. Uma configuração “global” de redes é, de alguma forma, um workflow (i.e., atividades de alto nível com função específica, encadeadas, em sequência ou em paralelo, que devem ser realizadas a fim de atingir um objetivo maior). Sistemas de orquestração já são uma realidade, por exemplo, em sistemas que utilizam o Business Process Execution Language (BPEL). A grande mudança necessária para as redes do futuro é que o sistema de execução dos workflows (e.g., BPEL engine) precisa ser distribuído ao longo das redes adjacentes para permitir, por exemplo, execução de configurações entre domínios administrativos diferentes.
- TC-I (primeiro semestre): Estudar técnicas atuais de gerenciamento de configuração e orquestração. Configurar um ambiente emulado de rede onde seja possível realizar os testes para validação do trabalho. Utilizando estratégias como virtualização, instanciar dispositivos e conexões dos mais diversos tipos para simular topologias e situações como das redes do futuro (criar redes de topologias não convencionais e/ou sistemas onde haja múltiplos domínios administrativos). Estudar BPEL.
- TC-II (segundo semestre): A partir dos testes e simulações realizados na primeira etapa do trabalho, estabelecer um plano para aprimorar as técnicas de gerenciamento de configuração. Implementar as melhorias propostas e realizar novamente os testes para colher novos dados sobre o desempenho do sistema. A contribuição do trabalho estará nas melhorias propostas com o uso de distribuído do BPEL em domínios administrativos diferentes.
Controle de Privacidade e Integridade na Composição de Informações através de Mashups
- Contextualização: os mashups são aplicações criadas a partir da integração de recursos heterogêneos, normalmente disponíveis na Web, através de ferramentas que auxiliam o processo da composição, abstraindo detalhes técnicos e possibilitando que mesmo usuários sem grandes conhecimentos de programação criem aplicações rapidamente para atender suas necessidades. Uma vez criado, um mashup pode ser reutilizado ou extendido por outros usuários. Esse ambiente distribuído e cooperativo impõe sérios problemas no que diz respeito à privacidade e integridade dos dados utilizados. Dados sensíveis em um primeiro nível de composição, devem ser protegidos contra leitura por usuários sem as devidas credenciais, enquanto que outros dados só devem ser alterados por usuários com os devidos níveis de acesso.
- Motivação: em um ambiente de redes, tal controle de privacidade e integridade dos dados é de suma importância, uma vez que informações sigilosas utilizadas na criação dos mashups podem ser utilizadas de forma maliciosa. Também é necessário o desenvolvimento de um ambiente que permita a decisão se as informações recuperadas, ou reutilizadas, são confiáveis ou não. No contexto dos mashups, é importante que estes controles sejam realizados facilmente, sem restrições aos usuários "leigos". É importante que a abordagem escolhida seja flexível o suficiente para utilização nas metodologias para criação de mashups.
- TC-I (primeiro semestre): investigar quais técnicas de controle de privacidade e integridade podem ser utilizadas no contexto apresentado e verificar as vantagens e desvantagens de cada uma na composição de recursos heterogêneos através de mashups.
- TC-II (segundo semestre): implementação da técnica de controle de privacidade definida no TC-I junto ao sistema de mashups existente no grupo de redes de computadores. Realização de testes para a avaliação do desempenho da solução proposta. Redação do texto do TC.
Modelo de Mobilidade Considerando a Potência de Transmissão
- Contextualização: As redes IEEE 802.16e possuem suporte a mobilidade, com isso esse padrão desenvolveu um mecanismo de troca de mensagens para informar a potência atual de uma determinada Mobile Station para a Base Station. Entretanto, para poder utilizar o indicador RSSI (Receive Signal Strength Indicator) é necessário projetar um modelo de mobilidade que possibilite relacionar a potência da Mobile Station com o seu movimento.
- Referência Básica: A mobile approach for a physical simulation model in Wimax - ICNS 2009.
Estudo de técnicas para implementação de decisão espectral em redes de rádios cognitivos
- Contextualização: As redes de rádios cognitivos têm ganho muita importância tendo em vista que atualmente o recurso conhecido como espectro de frequências está sobrecarregado. Essas redes permitem o acesso otimizar o acesso a esse recurso, permitindo assim que um número maior de aplicações possam utilizar o espectro de frequências. Esse acesso otimizado é viabilizado através de funções cognitivas. Dentre elas, uma das mais importantes é a decisão espectral, responsável por definir qual faixa de frequência, dentre as disponíveis, é a mais indicada para uma determinada transmissão, buscando garantir a Qualidade de Serviço (QoS) das aplicações. Essa decisão tipicamente envolve a implementação de algoritmos de inteligência artificial.
- Motivação: Trata-se de um tema bastante atual, envolvendo duas áreas do conhecimento: redes de computadores e inteligência artificial. Além disso, a utilização de rádios cognitivos está no contexto do provimento de infra-estrutura para telecomunicações em eventos como a Copa do Mundo de Futebol de 2014, as Olimpíadas de 2016 e o Plano Nacional de Banda Larga, o que eleva bastante a relevância de um trabalho de conclusão nesta área.
|
