Aplicação de técnicas de distribuição de carga em sistemas de gerenciamento de redes baseados em p2p

Abstract

Devido à evolução e à crescente complexidade dos sistemas computacionais, grandes mudanças ocorreram na área de gerenciamento de redes. Os modelos tradicionais centralizados se mostraram limitados, e novos modelos de gerenciamento de redes estão sendo propostos e investigados. Neste cenário, modelos de comunicação P2P permitem a construção de ambientes dinâmicos e versáteis capazes de resolver problemas de diferentes áreas da computação, entre elas o gerenciamento de redes. O modelo P2P torna-se atrativo porque se encaixa perfeitamente no gerenciamento de redes distribuído atualmente solicitado. A partir da proposta de gerenciamento de redes usando P2P e da apresentação de um novo modelo conceitual usando essa nova perspectiva, foi desenvolvido um projeto de arquiteturas para gerenciamento baseadas em P2P, focando-se em entidades tais como peers de gerenciamento Top-Level (TLM) e Mid-Level (MLM). A fim de efetivamente concretizar o gerenciamento baseado em P2P, foram introduzidas definições de blocos básicos para sistemas de gerenciamento baseados em P2P. A integração desses blocos básicos com soluções tradicionais de gerenciamento, tal como a estrutura SNMP, também foi apresentada. Um dos conceitos centrais da arquitetura apresentada são os Serviços de Gerenciamento, que definem as tarefas básicas de gerenciamento do sistema, e foram inspirados nos conceitos de Web Services e na concepção de serviços das Arquiteturas Orientadas a Serviço (SOA). Para a avaliação desse novo modelo de gerenciamento de redes e da arquitetura associada, surgiu a necessidade do desenvolvimento de um protótipo do sistema, com o intuito de servir como uma plataforma para desenvolvimento e implantação de Serviços de Gerenciamento. Esse protótipo é usado para avaliação e análise de testes e resultados associados. Para preservar as características de disponibilidade e escalabilidade que são inerentes dos sistemas P2P, definiu-se que os Serviços de Gerenciamento devem ser disponibilizados por Grupos de MLMs, organizados de forma a fazer a distribuição de tarefas de gerenciamento entre si. Diversos modelos de distribuição de carga foram investigados, foram realizadas avaliações e gráficos comparativos, e foram estabelecidas diretrizes sobre quando e como deve ser aplicado cada modelo, de modo a alcançar sempre o melhor rendimento e a maximização do aproveitamento dos recursos disponíveis ao sistema. A avaliação realizada consistiu na execução de diversas requisições com diferentes números de MLMs usando diferentes algoritmos de distribuição de carga, e na comparação entre a vazão, os tempos de resposta e o tráfego de rede gerados pelos diferentes casos de uso. A implementação desenvolvida neste trabalho demonstrou ser promissora, apresentando resultados bastante satisfatórios com relação aos parâmetros avaliados.

Due to the increasing complexity of computer systems, deep changes have occurred in network management in the past few years. Traditional centralized models have been proved limited, and new network management models are being proposed and investigated. In this scenery, P2P communication models allow for the creation of dynamic and versatile environments, able to solve problems in various computational areas, one of them being network management. The P2P model fits perfectly in the current demands of distributed network management. Starting from the proposed P2P-based network management model, a new P2P-based network management architecture has been developed, focusing on entities like Top-Level (TLM) and Mid-Level (MLM) management peers. With the purpose of making the P2P-based network management real, new building blocks for P2P-based network management systems have been defined. In the present work, an integration of these new building blocks with traditional network management solutions - like SNMP - is presented. One of the main concepts of the proposed architecture is on Management Services, inspired by Web Services and in the service definition of Service Oriented Architectures (SOA). To evaluate this new network management model and its associated architecture, it was necessary to develop a prototype system to be used as platform for development and deployment of Management Services. This prototype was used for evaluation, testing and result analysis. To hold the characteristics of availability and scalability that are inherent to the P2P systems, the Management Services had to be served by MLM groups, organized in a way to distribute the management tasks between them. Several load distribution models were investigated, with evaluation and comparative graphics fulfilled, and some guidelines were established as to when and how each model should be applied to reach the best performance and the maximization of the computational resources available to the system. The evaluation consisted in the execution of several requests in groups with distinct MLM numbers and using distinct load distribution algorithms. Then, the response time and network traffic generated by use cases were compared. We then showed that the developed implementation of our proposal is promising, and presents good results in relation with the evaluated parameters.