Gerência e Controle como um Serviço
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Gerência e Controle como um Serviço
VII Workshop de Pesquisa Experimental da Internet do Futuro (WPEIF)
Antonio Marcos Alberti Associate Professor Coordinator ICT Lab
Junho/2016
Isabela Carvalho Motta MSc. Student
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O PROBLEMA
ú AVANÇOS TECNOLÓGICOS DESAFIAM OS MODELOS DE CONTROLE E GERÊNCIA EXISTENTES: IOT, SDN, ICN, NFV, ETC.
ú NOVAS ARQUITETURAS BUSCAM CONTORNAR LIMITAÇÕES E PROBLEMAS DAS ATUAIS.
ú COMO SERIA UM MODELO DE CONTROLE E GERÊNCIA CONVERGENTE PARA REDES ATUAIS E FUTURAS?
ú COMO ELE PODERIA TIRAR PROVEITO DOS NOVOS PARADIGMAS DE REDE?
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Redes Nuvem Nevoeiro = +
Telecom & Internet
Computação & Web
“Coisas” +Comunicação Máquina a Máquina e Internet das Coisas
+Identidades,Credenciais,Biometria,Regras,Objetivos,Leis,Linguagem.
ESCOPO
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PONTOS DE PARTIDA
ú NOMEAÇÃO:
ú CICLO DE VIDA DAS EXISTÊNCIAS:
DENOTAR EXISTÊNCIAS USANDO SÍMBOLOS.
É O PROCESSO DE EXPOR, BUSCAR PARCEIROS, NEGOCIAR, CONTRATAR, OPERAR, E LIBERAR RECURSOS.
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NOMEAÇÃO AUTO-CERTIFICÁVEL
Função Matemática
Entrada Binária
Saída Binária(Nome)
Exemplo: AF35277784564ABEFF
EXISTÊNCIAS SÃO NOMEADAS POR UMA FUNÇÃO MATEMÁTICA. Ex.: MD5, SHA-1.
Exemplo: Padrão da Iris
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NOMEAÇÃO E LIGAÇÃO ENTRE NOMES
ú NOMES AUTO-CERTIFICÁVEIS GERADOS A PARTIR DE PADRÕES IMUTÁVEIS.
ú ESPAÇOS DE NOMEAÇÃO E RESOLUÇÃO DE NOMES ILIMITADOS.
Antony
Image.jpg
AA180972…
01011223…
0101010101010101011010110001010010101010101010101!1010101011110100001010011111111110101010100000000!1001010101000101010101011111110000000000000000000!1010101010101010101000010010101010101010101010101!1111111010101010100001010010100101010100010101010!0100000100000010000000001000001000000100000010000!1110000010000000100000010110101111000011100000000!1111111010101010100001010010100101010100010101010!0100000100000010000000001000001000000100000010000!1110000010000000100000010110101111000011100000000!1111111101111110111111011111101111101111101111111!
My Smartphone
BFEF1216…
Nomes em Linguagem Natural: Português, Inglês, etc.
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IDENTIFICAÇÃO E LOCALIZAÇÃO
Antony
AA180972… BFEF121
6…
My Smartphone Image.jpg
01011223…
UM NOME PODE SER UM IDENTIFICADOR OU UM LOCALIZADOR, DEPENDE DE COMO O SISTEMA OLHA ELE.
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EXPOSIÇÃO E DESCOBERTA
Antonio!App 1!
App 2!
Scalifax!My smartphone!
My tablet!
My photos !repository app!
Eu tenho fotos!!
Eu armazeno
fotosEu tenho
fotos!!
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NEGOCIAÇÃO
Vamos trabalhar juntos?
Vamos trabalhar juntos?Vamos
trabalhar juntos?
Antonio! App 1!
App 2!
Scalifax!My smartphone!
My tablet!
My photos !repository app!
SLA
SLA
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TROCA DE INFORMAÇÕES
Aqui vão minhas fotos!
Ok!Aqui vão minhas fotos!
Antony! App 1!
App 2!
Scalifax!My smartphone!
Meu tablet!
My photos !repository app!
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INTERNET DAS COISAS
REPRESENTANTES GATEWAYS
CONTROLADORES GERENTES
ENXAMES DE SERVIÇOS (PROGRAMAS)
ENXAMES DE “COISAS” SOCIAIS
“COISAS” PRECISAM DE SERVIÇOS QUE OS REPRESENTEM PARA VIABILIZAR A
AUTO-ORGANIZAÇÃO CONFIÁVEL BASEADA EM CONTRATOS.
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A ESSÊNCIA DO MODELO NOVAGENESIS
ARQUITETURA DE INFORMAÇÃO CONVERGENTE
Mundo Físico
Auto-OrganizaçãoRepresentantes do Mundo
Físico
Pessoas e IAPolíticas, Regras,
Regulações
Auto-OrganizaçãoAssistentes, Controladores,
Gerentes
PRESSÕES EVOLUCIONÁRIAS
PRESSÕES AMBIENTAIS
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ú SERVICE-ORIENTED (SERVICE ORIENTED ARCHITECTURE).
ú PROTOCOL-IMPLEMENTED-AS-A-SERVICE.
ú A GERÊNCIA E CONTROLE É VISTA COMO UM SERVIÇO QUE PODE EXECUTAR OU DELEGAR TAREFAS PARA ADMINISTRAR E OPERAR OS RECURSOS DA REDE.
ú TODA A ORQUESTRAÇÃO É BASEADA EM CONTRATOS: SERVICE LEVEL AGREEMENTS.
ú FORMAÇÃO DE HIERARQUIAS DE CONTROLADORES E GERENTES.
GERÊNCIA E CONTROLE COMO SERVIÇO
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GERÊNCIA E CONTROLE COMO SERVIÇO
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ú PGCMA (PROXY/GATEWAY/CONTROLLER/MANAGEMENT AGENT) ú PROXY = REPRESENTA DISPOSITIVOS COMO SERVIÇOS. ú GATEWAY = TRADUZ PROTOCOLOS. ú CONTROLLER = CONTROLA POR SOFTWARE O DISPOSITIVO. ú MANAGEMENT AGENT = AGENTE DE GERENCIAMENTO.
ú MEDIATOR SERVICE
ú INTERAGE COM AGENTES DE TECNOLOGIAS LEGADAS E NOVAS. ú AGREGA/CORRELACIONA DADOS. ú INTERAGE COM O GERENTE E CONTROLADOR DE REDE.
GERÊNCIA E CONTROLE COMO SERVIÇO
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ESTUDO DE CASO
UM CENÁRIO REAL INSERIDO NO ECOSSISTEMA NOVAGENESIS
OBJETIVO: ORQUESTRAR O SENSORIAMENTO E A GERÊNCIA ESPECTRAL DE WI-FI USANDO A PLATAFORMA DE CONTROLE DE RÁDIO SOBRE FIBRA;
CRIAR UMA APLICAÇÃO QUE TRANSFERE DADOS ENTRE PONTOS
REMOTOS UTILIZANDO OS RECURSOS DE WI-FI, FAZENDO A TROCA DINÂMICA DE CANAIS E
CONTROLANDO O RÁDIO ATRAVÉS DE SINAIS ÓPTICOS
(RÁDIO SOBRE FIBRA).
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ESTUDO DE CASO
UM CENÁRIO REAL INSERIDO NO ECOSSISTEMA NOVAGENESIS
a result similar to the previous ones obtained over TCP/IP. Fi-nally, in Figure 21 it is plotted the mean round trip time (RTT)spend by the RMS to subscribe spectrum sensing objects fromPSS/GIRS/HTS. In the first 9 hours, approximately, the RTTremained linear about 5.2 ms. After, it su↵ered a small increaseprobably due to the large amount of sample files stored at theHTS. All the samples have been stored. As a conclusion, wehave successfully demonstrated a straightforward and innova-tive convergence of IoT, FI and cognitive radio.
Figure 18: Fragment of a TCP segment transporting a spectrum sample in JSONformat from SCC to SSS.
5. Conclusions
This paper presented, for the first time, a successful conver-gence of cognitive radio network (CRN), Internet of Things(IoT) and a future Internet architecture (FIA) called Nova-Genesis. We first report the concept and implementation of alow-cost embedded cooperative sensing and cognitive radio ar-chitecture for IoT applications. The proposed technology solu-tion can be considered potential for wireless sensor networks, inwhich software-control is provided using current Internet tech-nology. Moreover, we have experimentally demonstrated theuse of cooperative spectrum sensing based on energy detectionhas overcome the hidden node problem, which is very com-mon in cooperative cognitive radio networks and for sure willbe present on IoT scenarios. An experimental performance in-vestigation based on packet error rate as a function of RSSI hasdemonstrated the e�ciency and applicability of the proposedCRN approach.
Our second contribution relies on the extension of Nova-Genesis with novel services to interoperate with the aforemen-tioned embedded spectrum sensing and software-control ap-proach. In this sense, we reported implementation of two newfuture Internet services: spectrum sensing service (SSS) andresource management service (RMS). SSS interoperates witha sensing cell controller (SCC), which has a GNU radio im-plementation for determining energy level at channels on 915MHz ISM band. The SCC spectrum samples are sent to theSSS using TCP/IP. SSS translates the data objects from JSONformat to NovaGenesis and publishes them to the RMS (with-out TCP/IP). RMS subscribes the data objects according to theirself-verifying names (SVNes). The data objects are transferred
Figure 19: Fragment of a NovaGenesis message transporting a spectrum sampledirectly over Ethernet.
Figure 20: Spectrum sensing output obtained using NovaGenesis as transportnetwork instead of TCP/IP.
Figure 21: Mean spectrum sample subscription RTT from RMS.
in NovaGenesis messages directly over Ethernet. We demon-strated that NovaGenesis provides an equivalent spectrum sens-ing data objects transport service for IoT.
Our experimental proof-of-concept demonstrates severalnovelties that are typically found only in future Internet re-search: (i) exposition and discovery of next generation wire-less services; (ii) contract-based operation with SLA establish-
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Exemplo de PGCMA desenvolvido para o protótipo do estudo de caso.
Amostras transportadas sem TCP/IP, somente NG sobre Ethernet
TCP/IP NG TCP/IP
SCC SSS PGCS
NG
PGCSHTS GIRS PSS RMS
SCC - Sensing Cell Controller SSS - Spectrum Sensing Service HTS - Hash Table Service GIRS - Generic Indirection Resolution Service PSS - Publish/Subscribe Service PGCS - Proxy/Gateway/Controller Service RMS - Resource Management Service
LEGEND:
Figure 14: Experimental scenario for the interoperability test of collaborative spectrum sensing with NovaGenesis.
ng -m --cl 0.1 [ < 1 s ... > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 342DD4C5 B8101939 > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 449B0B0C 6FDF0A76 > ]...ng -p --b 0.1 [ < 1 s 2 > < 1 s 19656CF3 > < 1 s 342DD4C5 > ]ng -p --b 0.1 [ < 1 s 1 > < 1 s 19656CF3 > < 1 s Wi-Fi > ]...ng -message --type 0.1 [ < 1 s 1 > ]ng -message --seq 0.1 [ < 1 s 28 > ]ng -scn --seq 0.1 [ < 1 s 78A8DC70 > ]
Figure 15: Exposition of SSS keywords and self-verifying names.
ng -m --cl 0.1 [ < 1 s 28FD4420 > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 342DD4C5 B8101939 > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 449B0B0C 6FDF0A76 > ]ng -p --notify 0.1 [ < 1 s 18 > < 1 s 3182F342 > < 1 s Service_Offer_2026721035.txt > < 5 s pub FC0AF0EB 1449F6D8 1C873D85 6D6CEA2B > ]ng -info --payload 0.1 [ < 1 s Service_Offer_2026721035.txt > ]ng -p --b 0.1 [ < 1 s 2 > < 1 s 3182F342 > < 1 s B8101939 > ]ng -p --b 0.1 [ < 1 s 2 > < 1 s 3182F342 > < 1 s 342DD4C5 > ]ng -p --b 0.1 [ < 1 s 2 > < 1 s 3182F342 > < 1 s ED12F3ED > ]ng -p --b 0.1 [ < 1 s 9 > < 1 s 3182F342 > < 1 s 0BD95286 > ]ng -message --type 0.1 [ < 1 s 1 > ]ng -message --seq 0.1 [ < 1 s 56 > ]ng -scn --seq 0.1 [ < 1 s 63FEFE81 > ]
There is a payload of 971 bytes
Figure 16: Service o↵er from SSS to RMS.
ng -m --cl 0.1 [ < 1 s 28FD4420 > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 342DD4C5 B8101939 > < 4 s 0BD95286 ED12F3ED 449B0B0C 6FDF0A76 > ]ng -p --notify 0.1 [ < 1 s 18 > < 1 s EDD33B4D > < 1 s SSSFile_7.txt > < 5 s pub FC0AF0EB 1449F6D8 1C873D85 6D6CEA2B > ]ng -info --payload 0.1 [ < 1 s SSSFile_7.txt > ]...ng -scn --seq 0.1 [ < 1 s A65E7906 > ]
There is a payload of 446 bytes
Figure 17: Spectrum sensing data being carried in the payload of a publish/notify message.
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Obrigado!
Antonio Marcos Alberti
[email protected] www.inatel.br/novagenesis !facebook.com/NovaGenesisArchitecture
Este trabalho foi parcialmente financiado pela Finep, com recursos do Funttel, contrato Nº 01.14.0231.00, sob o projeto Centro de Referência em Radiocomunicações (CRR) do Inatel.