Segurança e Escalabilidade em WebLab no Domínio de Redes de Computadores

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1 Segurança e Escalabilidade em WebLab no Domínio de Redes de Computadores Autor: Daniel Vieira de Souza 1, Orientador: Luís Fernando Faina 1 1 Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação Universidade Federal do Uberlândia (UFU) Uberlândia MG Brasil Nível: Mestrado Ano de ingresso no programa: 2008 Época esperada de conclusão: Agosto / 2010 Resumo. Este trabalho apresenta um NetLab WebLab para o domínio de Redes de Computadores. É apresentado uma arquitetura com suporte a carga de Módulos Dinâmicos (OSGi) e Serviços Web seguindo os princípios de REST, tendo como requisito uma melhor escalabilidade e disponibilidade de serviços. Os experimentos são criados na forma de módulos, e estes são disponibilizados para NetLab em tempo de execução. Para validar essa nova arquitetura um novo experimento de configuração de VLAN foi criado, este experimento permite a criação/alteração de VLANs nos hosts do NetLab. Palavras-Chave. WebLab, NetLab, REST, Web Service, VLAN, OSGi

2 1. Introdução Laboratório de acesso remoto, também conhecido como WebLab, fornece acesso aos alunos a uma infraestrutura composta por hardware e software, permitindo a execução de experimentos que manipulam equipamentos reais, através da internet. Os experimentos são disponibilizados para os alunos em interfaces gráficas, que são executadas na máquina do aluno como aplicações clientes, sendo assim, o aluno não necessita de acesso físico para executar o experimento no laboratório. O acesso ao NetLab é controlado por uma sessão de acesso, sendo necessário a autenticação do aluno, ao autenticar, o aluno poderá reservar um experimento ou, caso já tenha reservado, poderá executa-lo, uma vez que esteja no horário reservado. A autenticação, reservas e controle de acesso utiliza como modelo o projeto GigaBOT [Coelho et al. 2007]. O NetLab é um laboratório remoto para o domínio de redes de computadores que utiliza o paradigma de Arquitetura Orientada a Serviços como solução de integração entre as aplicações remotamente distribuídas [Rocha 2009]. O desafio do NetLab esta na disponibilização de experimentos que supram a necessidade do aluno de ter acesso físico ao laboratório, por isso, quanto maior o número de experimentos, menor será a necessidade de acesso físico. Em consequência de um maior número de experimentos disponibilizados remotamente, maior será o acesso ao NetLab, dessa forma a disponibilidade, então, passa a ser de fundamental importância. 2. Caracterização do Problema O WebLab apresentado por [Rocha 2009] e [Farias 2008] permite a execução de serviços web utilizando um protocolo que necessita de maior processamento, tanto no cliente quando no servidor, pois, os dados necessários para a execução do serviço são encapsulados em um envelope pela aplicação cliente, e no servidor, ao receber essa requisição a aplicação servidora para ter acesso aos dados deve abrir o envelope. A criação do envelope no cliente e a abertura do mesmo no servidor consomem recursos em ambos os lados, além de aumentar o overhead nos dados transmitidos pela rede. Ainda, esse WebLab é disponibilizado com uma aplicação Web, dessa forma sempre que uma nova versão é disponibilizada, os experimentos que estão sendo executados naquele momento podem param de funcionar, sendo este um problema de disponibilidade.

3 3. Caracterização da Contribuição Para solucionar os problemas apresentados no tópico anterior, a arquitetura do NetLab foi modificada para suporta um novo protocolo de comunicação entre a aplicação cliente e o servidor na forma de um serviço Web. Essa nova arquitetura da suporte a carga de módulos dinâmicos, com isso, não será necessário disponibilizar a aplicação Web no servidor quando houver alterações em algum experimento, pois como o suporte a módulos dinâmicos os experimentos serão disponibilizados na forma de módulos, onde esses módulos podem ser disponibilizados, removidos ou atualizados em tempo de execução, independente da aplicação Web do NetLab. Para utilizar essa nova arquitetura e disponibilizar mais experimentos para o NetLab, mais um experimentos foi definido, esse experimento permite o aluno configurar VLANs (Virtual Local Area Network) no domínio do NetLab. A configuração de VLANs permite ao aluno criar quantas redes forem necessárias (limitado ao número de máquinas que fazem parte do NetLab) para a execução do experimento. A arquitetura anterior do NetLab foi mantida para que os experimentos criados nesta continuem funcionando, dessa forma a migração será transparente a medida que novos experimentos forem criados com a nova arquitetura. 4. Estado Atual do Trabalho O trabalho encontra em fase de pesquisa e implementação da nova arquitetura, uma vez que esta já foi definida, o suporte a execuções de Serviços Web seguindo o estilo REST já foi implementado, sendo uma alternativa ao utilizado na arquitetura anterior o SOAP, sendo que para isso, toda infra-estrutura do NetLab já foi montada. 5. Trabalhos Relacionados WebLabs em sua grande maioria são voltados para área de robótica ou eletrônica, poucos são os WebLabs para redes de computadores, os trabalhos apresentados abaixo foram selecionados devido as suas características de serem orientados a serviços, o que permite a execução de seus experimentos através de chamadas de serviços web ILab MIT (Massachusetts Institute of Technology) ILab [MIT 2009] é um projeto do MIT que permite a criação de laboratórios reais acessíveis pela internet através de um navegador. Foi um dos primeiros WebLabs a utilizar serviços web

4 para execução de experimentos. O ILab conta com um Framework que separa em três módulos que são inter-conectados através de serviços, esses módulos são divididos de acordo com suas características: Lab Server, controlado pelo administrador do laboratório é responsável pelo funcionamento real do hardware; Lab Client, é executado no computador do usuário e fornece a interface para a execução do laboratório; Service Broker, responsável por intermediar a comunicação do Lab Client e o Lab Server Gigabot O projeto GigaBOT - Laboratórios de Acesso Remoto Sobre Redes Avançadas é um projeto de estudo em Aplicações Multimídia de Tempo Real em Redes Avançadas (Serviços e Aplicações Científicas) e Gerenciamento de Redes Avançadas (Protocolos e Serviços de Rede). Foi proposto pela Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) por meio da Fundação de Desenvolvimento da Unicamp (FUNCAMP) e é coordenado pelo Prof. Dr. Eleri Cardozo. [Coelho 2006] A arquitetura do GigaBOT fornece toda a estrutura para criação de WebLabs, contendo o controle de acesso, autorização, agendamento e manutenção no laboratório, já utilizando a Arquitetura Orientada a Serviço (SOA). A arquitetura utiliza serviços Web classificados em três categorias conforme apresentado por [Farias 2008]: Serviço de acesso, é responsável pelo gerenciamento de usuários, grupo permissões, recursos, experimentos, WebLab, controle de acesso e autenticação; Serviço de interação, responsável pela execução remota do experimento, oferecendo interfaces para manipulação de recursos e ferramentas necessárias para execução dos experimentos; Serviço de comunicação, suportam os diversos estilos de comunicação 1-n, tais como comunicação multimídia em tempo real, notificação assíncrona de eventos, comunicação em grupos e difusão de mensagens WebLab no Domínio de Redes de Computadores Tendo como base o WebLab GigaBOT [Rocha 2009] apresenta um WebLab para o domínio de redes de computadores, o modelo apresentado segue a Arquitetura Orientada a Serviços (SOA)

5 e utiliza toda a base do GigaBOT para disponibilizar experimentos voltados a redes de computadores. Os experimentos apresentados por [Rocha 2009] foram resultados da composição de alguns serviços já existentes que foram criados por [Farias 2008] que também tem como base GigaBOT. 6. Avaliação dos Resultados O trabalho encontra-se em andamento e ainda não é possível a avaliação dos resultados. References E. (2007). Um framework para web labs soa aplicado em um domínio de serviços diferenciados. XVIII Simpósio Brasileiro de Informática na Educação - SBIE E. (2008a). Arquitetura para Experimentos DiffServ em Web Labs utilizando Web Services. III Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica - CONNEPI E. (2008b). NetLab WebLab: Um Laboratório Remoto de Redes para Experimentos Diff- Serv. In Revista Hífen, volume 32. PUCRS - Uruguaiana - RS. ISSN SIMS2008. E. (2008c). Uma Proposta de Arquitetura para Experimentos DiffServ em Web Labs. XXXIV Conferência Latinoamericana de Informática. Santa Fé - Argentina. CLEI2008. Agrawal, A. and Srivastava, S. (2007). Weblab: A generic architecture for remote laboratories. In Advanced Computing and Communications, ADCOM International Conference on, pages Coelho, P., Sassi, R., Cardozo, E., Guimaraes, E., Faina, L., Lima, A., and Pinto, R. (2007). A web lab for mobile robotics education. Coelho, P. R. S. L. (2006). Uma arquitetura orientada a serviços para laboratórios de acesso remoto. Master s thesis, Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação.

6 Farias, A. F. (2008). Laboratório de experimentação remota para ensino de redes de computadores. Master s thesis, Universidade Federal de Uberlândia - UFU Faculdade de Computação. Fielding, R. T. (2000). Architectural styles and the design of network-based software architectures. PhD thesis. Chair-Taylor, Richard N. MIT (2009). Ilab. Disponível em 01/10/2009. OSGi, A. (2009). Osgi technology. Disponível em 09/09/2009. Rocha, L. A. (2009). Weblab soa no domínio de redes de computadores para experimentos diffserv. Master s thesis, Universidade Federal de Uberlândia - UFU Faculdade de Computação.

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