O RGANISATORISKE VIRKEMIDLER

No universo das funcionalidades de uma rede, NFV (Network Functions Virtualiza- tion), que complementa a SDN, reforça o conceito de manter o controle da rede em uma camada de software independente. O NFV se alinha com os avanços da pesquisa de cloud computing, por utilizar técnicas bem difundidas de virtualização e sistemas distribuídos. Essa abordagem visa preencher a lacuna deixada pelos elementos com funções bem de- finidas na arquitetura atual, como firewalls e load-balancers, na abordagem SDN. Dessa maneira, torna-se possível alocar “máquinas virtuais” para a realização de funções de rede de maneira flexível, por se basear em software, e escalável, por ser virtualizado.

A abordagem NFV torna possível a utilização de servidores comuns para a execução de funções da rede que tradicionalmente seriam tratadas por appliances como apresen- tado na Figura 2.7, o que otimiza a utilização de hardware e economiza recursos. Essa abordagem também se beneficia de todas as vantagens da virtualização de servidores, como elasticidade e resiliência, e de cloud computing, como processamento compartilhado e disponibilizado como serviço.

As funções de redes definidas pela abordagem NFV podem ser mais facilmente altera- das, assim como a pilha de funções de rede utilizadas no tratamento das primitivas, pois as ligações entre as máquinas virtuais é lógica, diferentemente da abordagem utilizada nas redes atuais. A questão do desempenho no acesso à placada de rede pelas máquinas virtuais vem sendo aprimoradas pelos principais fabricantes de componentes, como a In- tel com o Data Plane Development Kit (DPDK), que possibilita um alto desempenho no processamento de primitivas de rede através do acesso direto ao hardware.

Fonte: Steve Noble - http://www.sonn.com/

Capítulo

3

ETArch: Visão Geral de Arquitetura

para Internet do Futuro

Este capítulo objetiva apresentar a Arquitetura ETArch (Entity Title Architecture), que introduz uma aproximação semântica entre a camada de aplicação e as camadas inferiores. Tal aproximação contribui para a redução do overhead de comunicação e dimi- nuição da redundância das funções da rede, especialmente no aspecto de endereçamento. A maior expressividade semântica nas camadas de rede flexibiliza a definição de requisitos para o estabelecimento da comunicação, e facilita a oferta de novos serviços às camadas superiores.

A ETArch foi concebida em uma abordagem clean slate e utilizou o Modelo de Título [Pereira 2012] como referência, materializando os conceitos de aproximação semântica e da comunicação sem a pilha de protocolos TCP/IP. Ela foi definida em [Oliveira Silva 2013], onde foram especificados os principais componentes dessa arquitetura. Este trabalho apresenta um refinamento de trabalhos anteriores, bem como uma implementação dos conceitos envolvidos, visando as comunicações multicast nas redes atuais e futuras.

Através de uma estratégia de definição de serviços com “contratos fracos”, baseados em trocas de documentos de descrição semântica, o Modelo de Título viabiliza a construção de uma arquitetura para funcionalidades da rede similar a um framework, na qual podem ser criados e alterados algoritmos utilizados no tratamento de primitivas, de maneira a prover comportamentos específicos para cada requisito comunicacional definido. Nesse sentido, as abordagens de NFV e ETArch convergem para a flexibilização das funcionalidades de rede. A abordagem proposta também se relaciona com a de SDN, pela separação do plano de controle, que é definido através de um sistema distribuído controlador da rede.

As inovações nos aspectos de identificação e localização viabilizam a agregação de tráfego através do serviço multicast, baseando-se no conceito de workspace, foco deste tra- balho. Embora tal requisito já tenha sido abordado em diversos trabalhos, com soluções tanto na camada de rede quanto na de aplicação, nenhuma solução se mostrou eficiente de fato, por se limitar à arquitetura atual. Essas limitações são impostas não somente às soluções de multicast, mas também às de diversos outros requisitos, como o de segu- rança e QoS. O problema está ligado à baixa flexibilidade da arquitetura TCP/IP e ao endereçamento hierárquico, que define uma única chave utilizada em ambos os aspectos de identificação e localização.

3.1

Modelo de Título

O Modelo de Título é um modelo de referência para as redes futuras que define, dentre outras característica, a utilização de uma nova estratégia de endereçamento, chamado endereçamento horizontal, cujo principal objetivo é resolver o problema de ambiguidade do endereçamento na arquitetura atual, que representa tanto a identificação quanto a localização. Nessa nova estratégia, Títulos servem para identificação unívoca de entidades independentemente de topologia.

Removida a ambiguidade no endereçamento, boa parte dos problemas da arquitetura atual são resolvidos, por estarem intimamente ligados às limitações desse aspecto. Dentre esses requisitos destacam-se os de mobilidade e multicast, que se baseiam prioritariamente nas estratégias de roteamento, que por sua vez, são dependentes dos mecanismos de localização. Uma vez que a identificação não tem vínculo com a localização da entidade, elimina-se a necessidade de troca de identificação durante a migração para outros pontos de acesso e torna-se possível identificar um grupo sem se limitar à localização física de seus componentes.

Assim como o Modelo OSI, o Modelo de Título é um modelo em camadas voltado para a interconexão de redes. A grande diferença está na substituição das camadas de rede e transporte, por uma única camada de Comunicação, responsável pela entrega das primi- tivas de rede e pelo aprovisionamento de funcionalidades para tratamento dos requisitos de comunicação das entidades. A interface dessa camada utiliza serviços de baixo acopla- mento, baseado na troca de documentos semânticos, o que flexibiliza a “contratação de serviços” das camadas superiores. Com a “eliminação” de camadas, e maior expressividade nas interfaces, considera-se que esse modelo provê uma aproximação semântica entre a aplicação e a rede.

Este modelo introduz também o conceito de Workspace que é um barramento lógico independente das topologias e interconexões das redes subjacentes e que funciona como um “duto” para o envio de primitivas às Entidades participantes do contexto de comunicação. Todas primitivas são transmitidas através do Workspace, que também é identificado por