GT-ATER: Aceleração do Transporte de Dados com o Emprego de Redes de Circuitos Dinâmicos. RT3 - Avaliação dos resultados do protótipo

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1 GT-ATER: Aceleraçã d Transprte de Dads cm Empreg de Redes de Circuits Dinâmics RT3 - Avaliaçã ds resultads d prtótip Sand Luz Crrêa Kleber Vieira Cards 03/08/2013

2 1. Apresentaçã d prtótip desenvlvid Nesta seçã, apresentams prtótip desenvlvid cm resultad d trabalh realizad pel GT-ATER entre nvembr de 2012 e julh de O prtótip implementad seguiu a arquitetura prpsta e detalhada n relatóri RT2, a qual é nvamente apresentada na Figura 1. Figura1: Arquitetura d serviç ATER É imprtante destacar, nesta figura, que ATER segue uma arquitetura cliente-servidr. O papel d servidr é desempenhad pel CORE (Circuit Operatin and Rule Establishment), que cncentra a base de dads e prtal d serviç. Os RACEs (Rule Applier and Circuit Endpint), pr utr lad, agem cm equipaments clientes, instaland regras nas extremidades d circuit e analisand perfil d tráfeg d usuári para desviá-l para circuit dinâmic, cas haja necessidade. Tda interaçã d usuári cm serviç crre através de um prtal Web, implementad pel cmpnente CORE_Web, n CORE. Através d prtal, usuáris e administradres d serviç pdem instalar, mnitrar e remver regras ns RACEs. Estas regras encaminharã autmaticamente um determinad perfil de tráfeg através de um circuit dinâmic. Nas seções a seguir, apresentarems as principais funcinalidades deste prtal. 1.1 Prtal d Serviç O prtal Web é pnt através d qual s usuáris têm acess as serviçs prvids pel ATER. O acess as serviçs, n entant, depende d perfil d usuári. N ATER, existem três perfis pssíveis, cm descrit a seguir. 1. Cliente: representa usuári de uma instituiçã que tem necessidade de enviar um grande vlume de dads, de maneira cnfiável, pr um circuit dinâmic. O cliente pde executar as seguintes atividades n prtal: 2

3 Criar uma cnta; Slicitar a criaçã de regras para encaminhament de tráfeg; Remver suas próprias regras; Visualizar estatísticas de circuits gerads pr suas próprias regras. 2. Gerente Lcal: representa usuári que tem permissã para gerenciar a criaçã de regras de encaminhament em uma instituiçã u dmíni. Geralmente, gerente lcal gerencia s clientes de sua instituiçã, pdend executar as mesmas atividades desses clientes, além das atividades seguintes: Aprvar cntas lcais; Aprvar regras lcais; Visualizar estatísticas de circuits que tenham a instituiçã u dmíni lcal cm uma das extremidades. 3. Administradr: representa usuári que administra serviç ATER, pdend executar as seguintes atividades: Aprvar cntas independentemente de instituiçã u dmíni; Aprvar regras independentemente de instituiçã u dmíni; Criar u remver qualquer regra; Visualizar estatísticas de qualquer circuit, independentemente de extremidade; Mudar nível de um usuári para gerente lcal; Cnfigurar parâmetrs d serviç. A seguir, apresentarems a visã d prtal sb pnt de vista de cada perfil de usuári. 1.2 Prtal na Visã d Cliente A Figura 2 mstra a página inicial d prtal d serviç ATER. Para ter acess as serviçs ferecids pel prtal, cliente precisa pssuir uma cnta. Para criar uma cnta, cliente deve clicar n btã Slicitar Cadastr. Dessa frma, ele será direcinand para a tela mstrada na Figura 3. Cas cliente já pssua uma cnta n prtal, ele deve acessar a página inicial e digitar seu lgin e senha, clicand, em seguida, n btã Entrar. 3

4 Figura 2: Página inicial d prtal Web Figura 3: Slicitaçã de cadastr Uma vez autenticad, cliente será direcinad para a página principal d prtal (Dashbard), mstrada na Figura 4. Nessa página, usuáris cm perfil cliente pdem slicitar a criaçã de regras u visualizar suas regras já criadas u pendentes de aprvaçã. 4

5 Figura 4: Dashbard na visã d cliente Para slicitar a criaçã de uma regra, cliente deve selecinar a pçã Nva Regra. Neste cas, ele será direcinad para a tela mstrada na Figura 5. Figura 5: Slicitaçã de nva regra Na página de slicitaçã de nva regra, cliente deve infrmar s dads que caracterizam perfil d tráfeg que deve seguir pr um circuit dinâmic, infrmand: prtcl de rede, IP de rigem e destin, prtcl de transprte e prta de rigem e destin. Também é necessári infrmar a largura de banda d canal e tip da regra que será criada. N ATER, regras sã classificadas em dis tips: efetiva regra que gera um circuit dinâmic quand 5

6 tráfeg casar cm a regra e de mnitrament regra que apenas cntabiliza tráfeg que casa cm a regra sem, n entant, gerar um circuit dinâmic. Cm alternativa a preenchiment ds camps que caracterizam prtcl de transprte usad na regra, é pssível esclher um perfil de tráfeg cnfigurad previamente, cm mstrad n camp 1 da Figura 5. Atualmente, existem dis perfis: Web e FTP. O perfil Web define prtcl de transprte cm TCP e a prta destin cm 80. O perfil FTP usa prtcl TCP e a prta 21 cm destin. O mapeament entre IPs - de rigem e destin - e RACEs - de rigem e destin - é feita autmaticamente através ds blcs de IPs das instituições. É imprtante mencinar que as regras criadas pels clientes precisam ser aprvadas pel gerente lcal u administradr d serviç. Apenas as regrar aprvadas sã instaladas ns RACEs. Pr fim, cliente pde visualizar suas regras aprvadas u pendentes de aprvaçã. Para ist, cliente deve clicar na pçã Minhas Regras, n Dashbard. Ele, entã será direcinad para a tela apresentada na Figura 6. Figura 6: Visualizaçã de regras criadas pel cliente 1.3 Prtal na Visã d Gerente Lcal Uma vez autenticad, gerente lcal tem acess a Dashbard d serviç, mstrad na Figura 7. Cm crre n Dashbard d cliente, gerente lcal pde criar nvas regras, através da pçã Nvas Regras, e visualizar sua próprias regras, acessand a pçã Minhas Regras. Entretant, diferentemente d Dashbard d cliente, a página principal d gerente lcal pssui também pções para gerência de usuáris e gerência de requisições. 6

7 Figura 7: Dashbard na visã d gerente lcal As pções Nva Regra e Minhas Regras apresentam funcinalidades semelhantes às pções de mesm nme n Dashbard d cliente. A diferença, n entant, é que regras criadas pel gerente lcal sã autmaticamente instaladas ns RACEs, sem a necessidade de aprvaçã. A pçã Usuáris permite a gerente lcal visualizar tds s usuáris da instituiçã sb sua administraçã, cm mstrad na Figura 8. É pssível também adicinar nvs usuáris, cm ilustrad na Figura 9. Figura 8: Lista de usuáris 7

8 Figura 9: Adiçã de nv usuári A pçã Requisições na Figura 7 é acessada pel gerente lcal para aprvar a criaçã de cntas e também regras que fram slicitadas pr usuáris da instituiçã sb sua administraçã. A Figura 10 ilustra a visualizaçã de cntas pendentes de aprvaçã. Nesta tela, gerente lcal pde aprvar uma slicitaçã de criaçã de cnta, recusá-la u mesm visualizar detalhes d requerente. Figura 10: Cntas pendentes de aprvaçã 8

9 A Figura 11 ilustra a visualizaçã das regras pendentes de aprvaçã, criadas pr usuáris pertencentes à instituiçã sb a administraçã d gerente lcal. Nesta tela, gerente lcal pderá aprvar a regra u remvê-la. Figura 11: Regras pendentes de aprvaçã Finalmente, na cant esquerda d Dashbard, gerente lcal tem a pçã de mnitrar as regras e s circuits criads, através da pçã Mnitrament. A Figura 12 ilustra a pçã de mnitrament de regras. Selecinand uma regra particular e clicand n ícne de visualizaçã (lupa), gerente lcal será direcinad para a tela mstrada na Figura 13, nde é pssível visualizar gráfics de vazã d tráfeg que casu cm a regra ns últims 10 minuts. Também é pssível visualizar gráfics de vazã na última hra, dia e semana. Figura 12: Mnitrament de regras 9

10 Figura 13: Visualizaçã de gráfics de vazã de uma regra Além das regras, é pssível também mnitrar circuits. A Figura 14 ilustra gráfic de vazã para um circuit específic. Essa pçã é acessada através da guia Mnitrament, selecinand-se a pçã Circuits. Figura 14: Visualizaçã de gráfics de vazã de uma circuit 1.4 Prtal na Visã d Administradr O perfil administradr pde executar tdas as tarefa permitidas a um gerente lcal, além da permissã para cnfigurar serviç. Nesta seçã, descreverems apenas a pçã de 10

11 cnfiguraçã de serviç, uma vez que as utras pções sã semelhantes a aquelas já descritas na visã d gerente lcal. Na cnfiguraçã d serviç, sã definidas as infrmações básicas para funcinament d ATER. Para realizar qualquer tip de cnfiguraçã, a partir d Dashbard d administradr, é necessári clicar na guia Cnfigurações, n menu à esquerda d Dashbard, cm mstra a Figura 14. É pssível cnfigura as seguintes infrmações: Dmínis: indicam lcalizações, geralmente POPs, nde serviç está implantad. Equipaments: cntem infrmações sbre s equipaments nde SE-CIPÓ está implantad. Crrespndem as switches d POD. Instituições: cntem infrmações das instituições usuárias d serviç. RACEs: cntem infrmações sbre s RACEs, equipaments nde sã instaladas as regras. Prtas: cntem infrmações sbre as prtas ds equipaments (POD) nas quais se cnectam instituições usuárias d serviç. Blcs de Endereç: cntem infrmações ds blcs de endereç IPv4 assciads a cada instituiçã usuária d serviç. Perfil de tráfeg: cntem infrmações ds perfis de tráfeg. O cadastr de perfis de tráfeg permite mair facilidade n mment de criaçã da regra, pis, para cada perfil, têm-se valres padrões assciads a prtcl de transprte e a prta de destin. Parâmetrs d Serviç: permite cnfigurar parâmetrs cm status d CORE, duraçã padrã de um circuit, IP da máquina nde executa CORE_OSCARS_Driver, dentre utrs. Figura 14: Cnfiguraçã d Serviç 11

12 2. Resultads ds testes Os testes apresentads nesta seçã fram realizads de acrd cm plan de testes prpst n relatóri RT2 cm algumas alterações descritas a seguir. Vale lembrar que plan de testes na RNP, também chamad de Estud de cas, está previst para execuçã psterir a este relatóri. Prtant, seus resultads serã entregues em relatóri psterir. Fi elabrad um ambiente de testes emulad mair e mais cmplet, em terms de variedade de características da rede, que prpst riginalmente n relatóri RT2. Esse ambiente é ilustrad pela Figura 1. Esse ambiente é um supercnjunt d ambiente virtualizad e, prtant, tds s testes fram realizads n ambiente emulad. Figura 1: Tplgia final d ambiente emulad. Nessa versã final d ambiente emulad, tentams representar um cenári cmum da RNP. Para tant, esclhems alguns PPs e realizams algumas medidas de atrass entre eles. Essas medidas fram usadas cnfigurar s atrass artificiais ilustrads na Figura 1. Incluíms também s cenáris ns quais há cnexã direta d cliente a RACE e que há um rteadr entre RACE e cliente. Embra pssam existir mais rteadres entre cliente e RACE, sb pnt de vista d ATER nã há diferença. O RACE precisa distinguir apenas dis cass: entrega direta e entrega indireta a cliente final. O ambiente emulad também fi preparad para apresentar cnfigurações cm e sem VLANs (rtuladas u tagged) cnfrme ilustrad pela Figura 2. As VLANs sem rótul mstradas na Figura 2 equivalem à ausência de VLANs, pis s rótuls sã usads apenas internamente n switch. 12

13 Figura 2: Cnfiguraçã física d ambiente emulad. Testes de funcinalidades e desempenh básic Nme Cmpnentes envlvids Descriçã Resultads esperads Criaçã de regra Módul Web, Módul de Encaminhament e Filtragem, Canal Segur Esse teste cnsiste em um usuári criar uma regra através da interface Web d serviç ATER. Após a criaçã, a regra é enviada para s RACEs, s quais deverã aguardar a chegada d primeir pacte para slicitar a criaçã de um circuit dinâmic. O usuári deve pder listar a regra criada, visualizand seu estad. Ns RACEs, deve ser pssível visualizar uma nva regra na tabela d ebtables. Tant CORE quant RACEs também registram em seus lgs de peraçã a criaçã da regra. Este teste alcançu s resultads esperads, cnfrme mstrad na sequência de passs a seguir. Os passs sã ilustrads através de telas capturadas a lng da execuçã d teste. Pass 1: criar uma nva regra efetiva, cm perfil de cliente. 13

14 Pass 2: verificar se a regra efetiva fi criada e está aguardand aprvaçã. Pass 3: cm administradr, verificar as regras pendentes de aprvaçã. Pass 4: cm administradr, verificar detalhes sbre uma regra efetiva pendente de aprvaçã. 14

15 Pass 5: cm administradr, aprvar a regra efetiva pendente. Pass 6: cm cliente, cnfirmar a aprvaçã da regra efetiva que estava pendente. Pass 7: verificar regra efetiva n RACE mais próxim a IP de rigem. 15

16 Pass 8: verificar regra efetiva cmplementar n RACE mais próxim a IP de destin. Pass 9: verificar, n lg d CORE, envi da regra efetiva cmplementar para RACE mais próxim a IP de destin: Pass 10: verificar, n lg d CORE, envi da regra efetiva para RACE mais próxim a IP de rigem. Pass 11: verificar, n lg d RACE mais próxim a IP de rigem, recebiment da regra efetiva. Pass 12: verificar, n lg d RACE mais próxim a IP de destin, recebiment da regra efetiva cmplementar. 16

17 Nme Operaçã de regra efetiva n ambiente virtual Cmpnentes envlvids Módul de Criaçã de Circuits, Módul de Encaminhament e Filtragem, Canal Segur Descriçã Este teste cnsiste em enviar tráfeg que cmbine cm uma regra efetiva. Quand um RACE detecta primeir pacte que cmbina cm uma regra efetiva, ele entra em cntat cm CORE para slicitar a criaçã de um circuit dinâmic. Resultads esperads Após a criaçã d circuit, será pssível bservar um caminh fim-a-fim cm mens rteadres. O atras fim-afim também deve ser reduzid. A criaçã d circuit dinâmic é registrada em lg pel CORE. Vale lembrar que OSCARS utilizad nesse teste emprega uma tplgia simulada sem falhas. Este teste alcançu s resultads esperads, cnfrme mstrad na sequência de passs a seguir. Os passs sã ilustrads através de telas capturadas a lng da execuçã d teste. Pass 1: verificar caminh fim-a-fim antes da criaçã d circuit. Pass 2: cm administradr, criar uma regra efetiva que já é pré-aprvada. 17

18 Pass 3: verificar a criaçã d circuit n lg d CORE. Pass 4: verificar caminh fim-a-fim após a criaçã d circuit. Nme Cmpnentes envlvids Descriçã Operaçã de regra de mnitrament n ambiente virtual Módul de Encaminhament e Filtragem, Cleta de Estatística, Canal Segur Este teste cnsiste em enviar tráfeg que cmbine cm uma regra de mnitrament. Os pactes que cmbinam devem ser cntabilizads e as estatísticas referentes 18

19 Resultads esperads devem ser enviadas para CORE. As estatísticas referentes a flux transmitid devem estar dispníveis n banc de dads d CORE. Este teste alcançu s resultads esperads, cnfrme mstrad na sequência de passs a seguir. Os passs sã ilustrads através de telas capturadas a lng da execuçã d teste. Pass 1: cm administradr, criar uma regra de mnitrament. Pass 2: cnfirmar a criaçã da regra de mnitrament. Pass 3: verificar as estatísticas de tráfeg antes de iniciar envi de dads. É imprtante lembrar que a regra de mnitrament nã gera circuit e, prtant, casament d tráfeg cm a regra é alv d mnitrament. 19

20 Pass 4: enviar tráfeg que cmbine cm a regra de mnitrament definida. Pass 5: verificar as estatísticas de tráfeg após iniciar envi de dads. 20

21 Testes de desempenh avançad Nme Cmpnentes envlvids Descriçã Resultads esperads Vazã através de circuit dinâmic emulad Módul Web, Módul de Criaçã de Circuits, Módul de Encaminhament e Filtragem, Cleta de Estatística, Canal Segur Este teste cnsiste em transmitir um arquiv grande utilizand TCP. Inicialmente, a transferência será realizada através d caminh que representa a rede cnvencinal, u seja, tem mair atras e mais perdas. Psterirmente, é incluída uma regra e a transferência é repetida através d circuit dinâmic emulad. O caminh cm menr atras e mens perdas deve permitir que a transferência crra em menr temp. Este teste alcançu s resultads esperads, cnfrme mstrad na sequência de passs a seguir. Os passs sã ilustrads através de telas capturadas a lng da execuçã d teste. Pass 1: realizar uma transferência antes de definir uma regra que trate tráfeg e verificar temp necessári para cmpletá-la (31 segunds). Pass 2: cm administradr, criar uma regra efetiva que já é pré-aprvada. 21

22 Pass 3: realizar uma transferência após definir uma regra que trate tráfeg. Essa transferência dispara a criaçã d circuit, prém parte d tráfeg ainda é encaminhad pela rede cnvencinal antes da criaçã d circuit. Assim, é pssível perceber uma reduçã n temp ttal de transferência (16 segunds), mas esse temp ainda pde ser menr quand td tráfeg é enviad através d circuit. Pass 4: realizar uma transferência após definir a criaçã d circuit. É pssível bservar um temp ttal de transferência (8,1 segunds) inferir a d pass anterir. 22

23 3. Avaliaçã A prpsta d ATER é basicamente facilitar acess e us d SE-CIPÓ. Para facilitar acess, ATER permite que a rede d cliente seja cnectada a um equipament, RACE, qual frnece cnectividade tant à rede Ipê quant à rede experimental CIPÓ. Essa abrdagem exige que a cnfiguraçã seja realizada apenas uma vez pela equipe de peraçã da RNP. A partir de entã, a decisã de pr qual rede deseja escar seu tráfeg pde ficar a carg d cliente, sb aprvaçã de um gestr de rede u da própria peraçã da RNP. A facilidade de us d ATER pde ser bservada na maneira cm um cliente final define qual tráfeg deseja enviar pr circuits dinâmics. Basicamente, cliente acessa uma interface Web e infrma qual perfil d tráfeg, através de dads cm IP de rigem e de destin. Basta que um gerente lcal da rede u administradr da RNP aprve sua slicitaçã para que a regra definida seja aplicada. Desse pnt em diante, cliente simplesmente usa suas aplicações distribuídas de maneira cnvencinal sem se precupar cm nenhuma açã adicinal. O ATER melhra também a percepçã de rbustez d SE-CIPÓ pr parte ds clientes, pis sempre que a rede experimental estiver inperante, tráfeg será autmaticamente encaminhad pela rede de prduçã Ipê. Ou seja, cliente final nã sfre interrupções perceptíveis na cnectividade cas SE-CIPÓ se trne indispnível. Tdas essas características fram testadas em labratóri e estã prntas para testes preliminares na rede experimental CIPÓ. Um pnt crític n ATER é a cmunicaçã cm OSCARS, a qual é realizada através d módul CORE OSCARS Driver. Esse módul fi testad durante aprximadamente um mês na rede experimental CIPÓ e, após crreções e melhrias, tem se mstrad plenamente peracinal. Nesse cntext, a equipe d GT avalia que ATER demnstru alt ptencial para se trnar um serviç a ser ferecid pela RNP a seus usuáris. 23