Projeto OBAA. Relatório Técnico RT-OBAA-07 Grupo Agentes e Ontologias. Proposta de Federação de Repositórios de Objetos Educacionais.

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1 Edital MCT/FINEP/MC/FUNTTEL Plataformas para Conteúdos Digitais 01/2007 Projeto OBAA Relatório Técnico RT-OBAA-07 Grupo Agentes e Ontologias Proposta de Federação de Repositórios de Objetos Educacionais Julho/2009 Título do projeto: Objetos de Aprendizagem Baseados em Agentes Sigla do Projeto: OBAA Número: Executor: FAURGS Fundação de Apoio da Universidade Federal do Rio Grande do Sul Coordenador: Rosa Maria Vicari Data de Envio: 20/07/2009 Autores: Rosa Maria Vicari Raymundo Carlos Machado Ferreira Filho João Mossmann Cassio Andrade

2 SUMÁRIO SUMÁRIO ARQUITETURA DO PROTÓTIPO Descrição da arquitetura REQUISITOS DE HARDWARE E SOFTWARE Especificação do laboratório de testes SERVIDOR WEB (metadiretório) SERVIDORES LDAP VALIDAÇÃO DO MODELO CONCEITUAL Protótipo da federação FEB PLANO DE TESTES Atividade: Implementação da federação Atividade: Teste da federação implementada e da interface de busca Atividade: Consolidação da documentação BIBLIOGRAFIA

3 3

4 1. ARQUITETURA DO PROTÓTIPO 1.1. Descrição da arquitetura O modelo de federação proposto está representado na Figura 1: Figura 1: Modelo de Federação Essa arquitetura prevê que os dados dos repositórios serão coletados de forma offline e armazenados em base de dados locais pertencentes a federação proposta. Assim, existe uma camada de software responsável por coletar os dados dos diferentes repositórios, sendo que esta camada coletará as informações utilizando-se de protocolos padrões para troca de informações, tal como o Open Archives Initiative - Protocol for Metadata Harvesting (OAI-PMH), e interfaces genéricas (projetadas e 4

5 desenvolvidas conforme a demanda) para repositórios que não possuam suporte ao protocolo padrão. Depois que as informações são coletadas dos bancos de dados dos repositórios, as mesmas ficam armazenadas na base de dados local e ficam disponíveis para consulta por qualquer membro da federação. Os usuários realizam consultas no servidor do topo da hierarquia da federação e essa consulta é re-encaminhada para os demais servidores. Consequentemente o usuário receberá o somatório das respostas oriundas de cada um dos nodos independentes. Estas consultas paralelas são realizadas utilizando-se o conceito de metadiretórios. O termo metadiretórios corresponde a junção de diretórios isolados em um único volume. No OpenLDAP, este serviço disponibiliza uma maneira alternativa de acessar outras fontes externas que não correspondam aos dados presentes no servidor corrente [1]. Neste procedimento não há replicação e nem sincronização de dados na arquitetura Lightweight Directory Access Protocol (LDAP) porque o servidor do topo da hierarquia (que corresponde ao metadiretório) apenas redireciona a requisição do cliente para os múltiplos repositórios pertencentes à federação. Assim, nenhuma informação proveniente dos diretórios apontados é armazenada, agindo como um intermediário neste processo (proxy). A interface de consulta no metadiretório será disponibilizada através do Wireless Application Protocol (WAP) - padrão internacional para aplicações que utilizam comunicações de dados digitais sem fio (Internet móvel) bem como por 5

6 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) protocolo utilizado em aplicações cliente/servidor baseados na Web. 2. REQUISITOS DE HARDWARE E SOFTWARE 2.1. Especificação do laboratório de testes SERVIDOR WEB (metadiretório) O cliente enviará uma requisição de consulta para o servidor principal através de interface WAP ou Web (HTTP), semelhante ao CESTA 1. O serviço é composto por um servidor Web com um módulo que permite a comunicação com servidores LDAP. A opção foi instalar o servidor Web Apache 2 que atende aos requisitos necessários. Por padrão esta extensão (php_ldap) vem desabilitada, de modo que é necessário ativá-la para o correto funcionamento das consultas nos servidores LDAP SERVIDORES LDAP Os servidores LDAP foram montados em máquinas virtuais. A configuração de rede escolhida foi o modo Bridge, para que cada uma delas tivesse o seu próprio IP e fosse acessada por outros computadores da mesma rede sem precisar utilizar Port Forwarding necessário no modo NAT. Todos os servidores compartilham as mesmas características abaixo: Virtual Box: programa de virtualização. FreeBSD: sistema operacional em interface textual, de modo a consumir o mínimo de memória RAM da máquina física (4kB) O servidor Web Apache possui um módulo (php_ldap) criado para melhorar o desempenho de sites baseando-se em conexões backend para servidores LDAP. 6

7 Openldap: servidor LDAP Para realizar a comunicação entre os servidores da federação modelo, as seguintes configurações, devem ser respeitadas: a) a diretiva suffix deve ser especificada com o mesmo DN (Distinguish Name): suffix: dc=br b) O domínio dos outros servidores deve apresentar a mesma raiz em suas árvores de diretórios. Utilizou-se o domínio dc=br para todos os servidores, diferenciando-se os servidores a partir dos nós posteriores da sua estrutura da Árvore de Dados (Figura 2). Figura 2: Árvore de Diretórios dos servidores CESTA, LUME 3 e BIOE VALIDAÇÃO DO MODELO CONCEITUAL Para validar o modelo, elaborou-se um teste de conceito que consiste em um laboratório de três servidores LDAP e uma estação para a realização de consulta (Figura 3). O laboratório intui a simulação da coleta de dados offline de três

8 repositórios existentes, sendo esses: CESTA, LUME e BIOE. A consulta é realizada através de uma máquina denominada USUÁRIO. Além da coleta, armazenagem dos dados e consulta, ainda o teste simula a configuração do metadiretório, conforme previsto na arquitetura. Figura 3: Estrutura da Federação Modelo De modo a evidenciar o redirecionamento das requisições do servidor CESTA aos demais servidores (BIOE e LUME) (Figura 4), um menu permite que se escolha o servidor preferencial: CESTA, BIOE, LUME ou TODOS. Caso a opção seja algum dos três servidores da federação modelo, a requisição será direcionada diretamente ao servidor selecionado e o usuário receberá apenas a sua respectiva resposta. Ao selecionar a opção TODOS, o processo de metadiretórios irá ser utilizado, devolvendo para a página de resultados da consulta as respostas que são obtidas dos três servidores somados. 8

9 Figura 4: Página de interface Web do usuário 2.2. Protótipo da federação FEB A Federação de Repositórios Educa Brasil terá adicionada à versão final do protótipo os repositórios de objetos educacionais ENGEO 5, RIVED 6 e OBAA 7, além dos usados no Laboratório de Testes (CESTA, LUME e BIOE). O modelo conceitual do protótipo de federação proposto será o mesmo adotado no Laboratório de Testes (item 2.1). Contudo, os repositórios serão implementados em servidores dedicados a cada um. Não será utilizada a virtualização implementada no Laboratório de Testes. A Arquitetura da federação, as formas de acesso à interface de consulta e os tipos de redes pelas quais as consultas e respostas irão transitar está representada esquematicamente na Figura O projeto OBAA está em fase de definição do padrão de metadados que será adotado para implementação do repositório, sendo que será adicionado se a implementação estiver operacional em tempo de ser incluído na versão final do protótipo do projeto FEB. 9

10 Figura 5: Arquitetura da federação Para que os servidores façam parte desta arquitetura, é necessário apenas que se tenha instalado um programa de implementação do LDAP (Ex: OpenLDAP) e que se tenha habilitado o acesso remoto a este serviço (porta 389 desbloqueada). Em casos especiais é necessário uma interface para coleta de dados dos repositórios que não utilizam OAI-PMH. Para atender os requisitos do processo de metadiretório, o programa que responde pela implementação do LDAP necessita que, na sua configuração, o nome do primeiro nó de sua hierarquia mais alta da sua árvore de diretórios de sua Base Local de Metadados seja br (suffix dc=br ), de acordo com a implementção realizada no Laboratõrio de Teste (item 2.1). A interface OAI irá alimentar esta árvore automaticamente, sem a necessidade de intervenção do servidor. Para o caso de repositórios que não utilizem esse protocolo, será desenvolvida uma interface específica para a coleta de informações, como no caso do ENGEO. 10

11 Tais especificações conferem escalabilidade à federação, pois permitem a inclusão de novos servidores, independentemente da localização geográfica e da plataforma de softwares utilizada, desde que atendam as especificações de software necessárias para a comunicação e disponibilização de dados dentro da rede federada. O acesso do usuário pode ser atendido através de diversas tecnologia (Fast ou Giga Ethernet, 3G), pois o servidor Web fará automaticamente o encaminhamento das requisições para o Servidor LDAP configurado para realizar o proxy. 3. PLANO DE TESTES O plano de testes para validação do protótipo e os resultados esperados são apresentados a seguir: 3.1. Atividade: Implementação da federação - Verificar se todas as máquinas que hospedam os repositórios tem os softwares necessários para realizar a integração à federação como servidores físicos (não virtuais); - Configurar os softwares e implementar a interface de coleta de dados; - Integrar os servidores à federação; - Implementar as interfaces de consulta. Resultado esperado: FEB operacional 3.2. Atividade: Teste da federação implementada e da interface de busca 11

12 - Verificar se as interfaces fazem a coleta de dados dos repositórios e armazenam adequadamente; - Verificar se todas as máquinas respondem às requisições de consulta adequadamente; - Verificar se as consultas são propagadas para todos os servidores membros da federação. - Verificar a consistência dos resultados das consultas; - Verificar o comportamento da federação quando as requisições e respostas trafegam por WAP e HTTP, bem como por condições diversas de rede (3G, LAN, WLAN,...); - Testar as interfaces de consulta. Resultado esperado: federação sem bugs Atividade: Consolidação da documentação Resultado esperado: Entrega de toda a documentação do projeto e uma especificação padrão de federação de repositório de objetos educacionais. 4. BIBLIOGRAFIA [1] OReilly - LDAP System Administration,

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