Programa: Future Internet Architectures (FIAs)

A implementação da Web atual possui uma estrutura já consolidada, provendo suporte a aplicações modernas, desenvolvidas em sua maioria em javascript com a utilização de frameworks, como angularJS e react. Diversas aplicações web complexas foram desenvolvidas para funcionar na arquitetura atual da internet. Tendo em mente que reimplementar tais aplicações, para funcionar em outras arquiteturas de internet pode ser inviável, este trabalho tem como objetivo propor uma solução que permita interoperar a web atual com arquiteturas de internet do futuro, neste caso NovaGenesis, atravéz de um gateway, que fará papel de intermediário entre a aplicação a web e a infraestrutura de rede.

Pesquisadores envolvidos: Antônio Marcos Alberti e William Silva Mamede

Status: Ativo

O projeto visa estender a abrangência da NovaGenesis (NG) para uma cenário de IoT utilizando uma rede de comunicação LoRa. A implementação em laboratório de um cenário em escala reduzida visa validar a viabilidade de uma Arquitetura de Internet do Futuro (em inglês “Future Internet Architecture“ - FIA) utilizando uma rede de transporte LPWAN. Até onde vai nosso conhecimento, esta é a primeira vez que uma FIA será implementada em uma rede LoRa.

Uma versão reduzida da NG desenvolvida para Embarcados, chamada Embedded Proxy/Gateway Service (EPGS), adaptada para operar com as características de uma transmissão LoRa é uma peça chave para o sucesso deste projeto.

Os resultados apresentados em laboratório se mostraram positivos com a viabilidade de implantação da NG neste meio de transmissão. Apesar das características que do LoRa impõe com relação a troughput e janelas de transmissão, tanto a NG como o LoRa não se mostraram ofensores de performance de da solução. Para viabilizar os experimentos utilizando dispositivos ESP-32, um Gateway (GW) foi desenvolvido interconectar a rede local (LAN) onde está o Núcleo da NG ao EPGS que está distante conectado por um enlace LoRa, o GW é responsável pela tradução dos pacotes de LoRa para Wi-Fi e vice versa alem de fazer o controle de fila de mensagens trocadas.

Testes foram realizados apresentando resultados animadores. Artigo com os conteúdos será publicado e subsidiará a Tese para defesa do Mestrado.

A topologia anexa ilustra a topologia montada em laboratório para prova de conceito.

Figura 1: Topologia de teste da proposta de NG sobre LoRa em um cenário de IoT em longas distâncias.

Pesquisadores envolvidos: Epper Bonomo, Rodrigo Hilário Santos e Antônio Marcos Alberti

Status: Ativo

Em busca de estudar cenários de cooperação entre a arquitetura atual de Internet e propostas distintas de Internet do Futuro, um ponto de interconexão, nomeado de FIXP, é proposto. Esse dispositivo tem o intuito de permitir e gerenciar o fluxo de dados de múltiplas arquiteturas de Internet, unindo tendências de Redes Definidas por Software, Internet do Futuro e desenvolvimento de Software. Neste momento, o projeto conta com a colaboração de 4 universidades brasileiras, as quais estão responsáveis pelo desenvolvimento de um componente que integra esse cenário:

UFSCar – Sorocaba: Desenvolvimento do hardware baseado na linguagem de programação P4 e do agente da arquitetura TCP/IP que atua no plano de controle do FIXP;

INATEL: Desenvolvimento de um agente da arquitetura NovaGenesis que atua no plano de controle do FIXP e colaborar no hardware P4 para habilitar a arquitetura NovaGenesis;

UFU: Desenvolvimento de um agente da arquitetura ETArch que atua no plano de controle do FIXP e colaborar no hardware P4 para habilitar a arquitetura ETArch;

UFPE: Desenvolvimento de um agente da arquitetura NDN que atua no plano de controle do FIXP e colaborar no hardware P4 para a arquitetura NDN.

Este projeto foi parcialmente financiado pela RNP, com recursos do MCTIC, processo No. 01245.010604/2020-14, sob o projeto Brasil 6G do Centro de Referência em Radiocomunicações (CRR) do Instituto Nacional de Telecomunicações – Inatel, Brasil; da Fundação de Pesquisa de São Paulo (FAPESP) sob fomento da chamada No. 2015/24518-4 e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Finança 001.

Pesquisadores envolvidos: Antônio Marcos Alberti (Inatel), Fábio Luciano Verdi (UFScar), Flavio de Oliveira Silva (UFU), José Augusto Suruagy Monteiro (UFPE), Pedro Frosi (UFU), José Augusto T. Gavazza (UFSCar), Thiago Bueno da Silva (Inatel) e Juliano Coelho Melo (UFU).

Este projeto visa a atender o crescimento exponencial do número de dispositivos móveis e as suas capacidades, que vem alavancando novas possibilidades de arquiteturas de rede para o processamento, armazenamento e troca de informações. Numa perspectiva inicial, essas arquiteturas vão tirar proveito do equipamento do usuário (smartphone) e de Smart Places (sensores/gateways) para explorar a conectividade, armazenamento e processamento de oportunidades que são geradas pelos mesmos, podendo até chegar na autonomia de se alterar o seu modo de funcionamento, dependendo do comportamento social das pessoas e/ou a dinamicidade do uso dos recursos físicos e virtuais (software). Apesar do potencial das iniciativas já existentes para esse tipo de arquitetura, elas não interoperam na troca de oportunidades, reduzindo o espectro de aplicações possíveis. Propomos um modelo dirigido por comportamentos sociais, com auto-organização, arquitetura oportunista, com rede e nuvem usando NovaGenesis.

Pesquisadores Envolvidos: Elcio do Rosário, Antônio Alberti, Vaner Magalhães

XIA (eXpressive Internet Architecture) é uma proposta folha em branco para a arquitetura da Internet do futuro (https://www.cs.cmu.edu/~xia/). Este projeto visa estender a arquitetura XIA para IoT, implementando a comunicação de dados de sensores para serviços XIA nomeados por service identifiers (SIDs). O objetivo é avaliar o suporte que o projeto XIA oferece para IoT, com experimentos comparativos com 6LowPAN e NovaGenesis. Serão realizados vários testes e coletados dados com qualidade estatística, visando aplicação em escala, possibilitando a elaboração de artigos científicos.

Pesquisadores Envolvidos: Ramon Chaib, Antônio Alberti

Este projeto tem por objetivo avaliar o desempenho de várias propostas relacionadas e oriundas dos projetos desenvolvidos no Estados Unidos da América. O projeto deve a longo prazo resultar em configurações e ações dentro do laboratório, realizando experimentos simulados e/ou emulados correspondentes a cenários na NovaGenesis e XIA. O que se pretende é comparar essas abordagens a partir destes experimentos, ganhando-se experiência e conhecimento deste outros projetos. Serão realizados vários testes e coletados dados com qualidade estatística, possibilitando a elaboração de artigos científicos.

Pesquisadores Envolvidos: Elvira Diogo, Antônio Alberti

Este projeto investiga uma nova world wide web (WWW) - amparada pela arquitetura NovaGenesis. A principal diferença é que ao invés de utilizarmos a arquitetura de protocolos da Internet atual, isto é o HTTP/TCP/IP, utilizamos uma arquitetura de Internet do futuro chamada NovaGenesis. O que estamos propondo é uma alternativa a web convencional. A NovaGenesis encontra-se em desenvolvimento desde 2008 e atualmente conta com um protótipo em C++. O modelo proposto utiliza nomes auto-certificáveis no lugar de hyperlinks HTTP. Ao invés do modelo cliente/servidor, utilizamos comunicação publica/assina. O conteúdo das páginas web é armazenado em caches de rede, melhorando o desempenho da transferência de páginas. Reportamos uma implementação do modelo de web NovaGenesis com resultados de laboratório que comprovam suas vantagens em termos de eficiência, flexibilidade e segurança. O objetivo do projeto é avaliar em escala esta proposta, comparando-a com a Web atual.

Pesquisadores Envolvidos: Daniel Fussia, Antônio Alberti

Este projeto propõem uma solução para gerenciamento e controle de FIAs (Future Internet Architectures – Arquitetura de Internet do Futuro). A NovaGenesis, como arquitetura orientada a serviços (service-oriented), utiliza dos recursos de software para expor suas funcionalidades, características e ainda compartilhar informações por meio de contratos visando controlar a rede de forma a otimizar os recursos de maneira integrada, autonômica. Neste momento, o projeto trabalhará com a fundamentação da prova de conceito, onde as soluções apresentadas serão num segundo momento desenvolvidas e devidamente implementadas. Assim, o projeto utiliza a metodologia understanding by building para levantar os requisitos de gerência e controle de arquiteturas convergentes, tendo sua aplicação voltada para redes futuras. O projeto visa a implementação desta prova de conceito. Serão realizados vários testes e coletados dados com qualidade estatística, possibilitando a elaboração de artigos científicos.

Pesquisadores Envolvidos: Jorge Carneiro, Isabela Carvalho, Antônio Alberti