FACULDADES INTEGRADAS SANTA CRUZ DE CURITIBA

NovaGenesis

CURITIBA

NOVEMBRO/2015

FACULDADES INTEGRADAS SANTA CRUZ DE CURITIBA

DEROCI NONATO JÚNIOR

NovaGenesis

Trabalho apresentado como requisito parcial

para a obtenção de nota na disciplina de

Sistemas Distribuídos, pela Faculdade Santa

Cruz de Curitiba, unidade Bonat.

Orientador: Prof Silvio Bortoleto.

CURITIBA

NOVEMBRO/2015

Sumário

1. Introdução...................................................................................................................4

2. Paradigma atual..........................................................................................................5

3. O mundo voltado para o futuro..................................................................................5

4. Sobre a NovaGenesis..................................................................................................6

4.1. Resoluções de nomes......................................................................................6

4.2. Publicar e subscrever......................................................................................7

4.3. Estrutura de Serviços......................................................................................7

4.4. O conceito.......................................................................................................8

5. NovaGenesis na prática..............................................................................................9

6. Conclusão.................................................................................................................10

7. Referencias...............................................................................................................11

1. Introdução

A rede de internet que utilizamos hoje foi projetada unicamente para

interconectar hosts a hosts, hosts a roteadores e roteadores a roteadores. Na década que

foi projetada, década de 70, as condições dos equipamentos eram muitos diferentes do

que temos hoje, não tínhamos a capacidade de armazenamento, processamento,

transmissão e trafego de dados que temos hoje. A capacidade de memória,

processamento e de enlace de dados eram muitos limitadas na época. Sem muita opção,

a rede foi projetada apenas para transportar pacotes de uma ponta a outra, nada além

disso. O projeto inicial era centralizado nos hosts, nenhuma funcionalidade complexa

foi atribuída aos roteadores, todas elas ficaram de responsabilidade dos hosts.

Ao se passar dos anos após a liberação da internet para o uso público, ela foi se

integrando cada vez em nossa sociedade. Hoje, ela se tornou um pilar fundamental para

sustentação da sociedade atual. Se fosse possível parar a internet a nível mundial por um

único dia as perdas seriam terríveis, pois hoje cerca de 60% a 70% da economia dos

países são sustentadas pela internet. O produto interno bruto de países desenvolvidos é

basicamente sustentado pelo setor de serviço, venda de passagem, hospedagem em

hotéis, ações do governo ou energia, estão ligados de maneira direta a internet.

Devido a escolhas do passado estamos passando uma situação bem delicada,

todo os sistemas atuais estão sendo migrado para web, ou acreditamos que essa internet

irá suportar todas as funcionalidades que estamos agregando a ela ou trocamos de

internet. Há diversos pesquisadores que acreditam que a internet atual não irá dar conta

de tudo que precisamos nos próximos anos, pois caso continue crescendo desta maneira

os protocolos projetados naquela época irão dar conta.

Podemos nos permitir acreditar que já está na hora de refazer a internet. Esta

internet é da década de 70, porque não fazer uma nova internet, será que hoje não somos

capazes de projetar uma internet melhor do que na década de 70?

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2. Paradigma atual

A cada ano se dobra a quantidade de dados trafegados pela rede de

computadores, se trata de um crescimento exponencial, temos uma média de troca de

dados já na casa de exabytes de informação ao mês.

Na década de 70 os hosts eram fixos, ninguém pensava ou esperava que o

computador poderia ser móvel. Fazendo um paralelo com hoje temos mais hosts móveis

do que fixo, mesmo utilizando uma rede que foi feita para terminais fixos e é nesse

ponto onde começamos a ter diversos problemas. Somos obrigados a utilizar uma rede

cheia de “remendos”, muitos dos protocolos propostos são adaptações do projeto inicial

para lidar com os desafios atuais

Nós continuamos queremos evoluir esta rede, mas chegamos ao impasse que

os protocolos centrais de arquitetura não podem mudar, se mudarem a internet para.

A parte mais crítica seria a de segurança, pois se trata literalmente de uma

“colcha de retalhos” de protocolos. As expectativas atuais diferem muito da internet de

quando ela foi criada. Ela interligava computadores de instituições do governo, quem

acessava a internet era estudantes e professores, não tínhamos problemas de segurança

pois não havia mais computador no mundo com acesso à internet para realizar ataques.

Será que já não está na hora de reprojetarmos a internet?

3. O mundo voltado para o futuro

Internet do futuro é um nome dado para um conjunto de projetos que pensam

em reprojetar a internet ou evoluir a partir do que já temos. Muitos países estão

investindo altas quantias de dinheiro nesses projetos.

Até 2009 a Noruega havia investido 9 bilhões de euros em projetos com este

intuito e continua investindo. A União Europeia tem programas chamado FP7 e Horizon

2020, cujo o foco é desenvolver e implementar uma nova internet.

Hoje existe uma gama de projetos sendo estudados ainda, já existes muitos

protótipos e já existe “internets do futuro” para se operar em 2015 e 2016. Em 2015 está

estipulado para iniciar o uso de uma nova internet no Japão que possui o conceito de

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“Folha em branco” é o conceito dado para um projeto criado do zero. O projeto japonês

possui o nome de Akari desenvolvido pelo NICT, tudo que estamos estudando os

japoneses estão fazendo com novas ideias. A rede Akari transfere dados a Petabit por

segundo, são mais de 10 mil comprimentos de ondas dentro de uma única fibra e todos

os pacotes e roteamento são fotópticos. Não é utilizado pacotes transportados por meio

elétrico, só quando for necessário aplicar alguma função de software sobre eles. Em

geral se tem alta capacidade sem a necessidade de regredirmos para o domínio elétrico.

A expectativa é que ideias como a Akari irá revolucionar completamente o que fazemos

com a internet hoje.

4. Sobre a NovaGenesis

Trazendo a visão do projeto de uma nova internet para dentro de nossos limites

territoriais temos um projeto em andamento no Sul de Minas Gerais, mais

especificamente em Santa Rita do Sapucaí. Pesquisadores do Instituto Nacional de

Telecomunicações (Inatel) trabalham no desenvolvimento de uma internet mais rápida e

mais segura. O projeto NovaGenesis é um projeto “folha em branco”, ou seja, não é a

evolução da internet atual, é criação de uma internet do zero, prometendo trazer aos

usuários comuns possibilidades ainda não vistas.

NovaGenesis é uma arquitetura “folha em branco” para ser universalmente

aplicada. Isto abrange não só a troca de conteúdo e distribuição, no que se diz repeito a

redes de internet, transporte de dados, redes centradas em ou de rede centrada em

serviços, mas também de processamento e armazenamento de conteúdo, como os

serviços de computação em nuvem e aplicações. Ela está sob o conceito de uma

arquitetura de informação convergente que abrange o processamento de dados,

armazenamento e intercâmbio.

4.1. Resoluções de nomes

Os nomes de rede são símbolos usados para indicar uma ou mais entidades

individuais. Para resolução de nomes é adotado uma arquitetura genérica de nomes onde

quaisquer tipos de nomes podem ser usados. Não só os nomes de auto verificação

(SVNs) ou nomes de autenticidade, mas também nomes de linguagem natural (NLNs).

Fazendo uma analogia seria o NLN fosse o nome de uma pessoa e o SVN fosse seu

CPF. Ele permite que as pessoas solicitem uma interação usando o NLNs, mas aprimora

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a segurança usando SVNs que são obtidas através de funções hash criptografadas,

garantindo assim aquela interação seja direcionada apenas para pessoa correta. A função

hash pode se aproveitar do programa que está enviando pacotes ou do código fonte do

próprio programa para ser gerada.

Foi definido um nome relações vinculadas (NB) como uma entidade adicional

que é a representação da ligação do NLNs ao SVNs. Frequentemente, nomes estão

relacionados uns com os outros para facilitar as relações entre as entidades. Em outras

palavras, as relações existentes nomeadas são representadas pelas relações entre os seus

nomes. Por exemplo, o nome de uma parte do corpo “braço” está relacionada e contida

em uma "pessoa". Assim “pessoa” pode ser usado para representar as relações entre

entidades do físicas nomeadas. Se utiliza de um sistema de resolução de nomes (NRS),

pesquisadas em um gráfico NBs distribuído (DNBG). As entidades podem consultar

NLNs e SVNs que são armazenados de forma distribuídas.

4.2. Publicar e subscrever

Ela trabalha com um modelo de comunicação de publicar/subscrever como

uma alternativa para o "receptor que aceita todos", modelo utilizado na Internet atual.

Para se publicar no meio se faz necessário disponibilizar seu NB a possíveis pares

próximos, enquanto para subscrever significa ter que consultar alguns NBs publicados.

O encontro é o processo de autenticação e autorização do assinante de acordo com as

instruções do editor. Os serviços da NovaGenesis podem se organizar com base em

nomes, ligações de nome, e contratos para cumprir as metas e as políticas que estão

sujeitas.

Cada componente da arquitetura é oferecido para os outros através da

publicação de várias arquiteturas NBs. A arquitetura NB é adotada para relacionar um

nome com vários outros nomes relacionais.

4.3. Estrutura de Serviços

Os serviços nomeados são entidades virtuais destinados a trocar,

processamento e armazenar informações em qualquer substrato computacional, que

podem ser físicos ou virtuais. Portanto, os serviços nomeados podem ser implementados

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como componentes dentro de um simulador, como instâncias de objetos dentro de um

sistema operacional real ou virtualizado, ou mesmo como processos paralelos em uma

plataforma de hardware físico.

4.4. O conceito

A implementação atual é baseada em quatro serviços básicos que implementam

conteúdos, os ciclos de vida de serviços, publicar/subscrever os NB e conteúdo e

roteamento baseado em nome de soquetes bruto Linux.

A NovaGenesis irá trabalhar seguidos os conceitos abaixo:

Serviços de hash (HTS) - Fornece uma tabela hash distribuída que é usado para

armazenar NB publicados. Ele também armazena conteúdo relacionado ao NB

em um diretório local.

Serviço genérico de resolução indireta (GIRS) - Tem como objetivo transmitir

NBs a um ou mais instâncias HTS. A versão atual tem uma regra fixa para

selecionar a instância adequada HTS ao armazenar um NB. Ele seleciona com

base no padrão binário do nome da chave. As versões futuras irão fornecer

armazenamento mais inteligente, permitindo instâncias GIRS selecionar a partir

da localização, utilização, balanceamento de carga, etc.

Serviço de publicar/subscrever (PSS) - É a caminho estreito para serviços da

NovaGenesis. Qualquer serviço usará os publicar/subscrever previstas pelo

sistema PSS distribuído. Os serviços podem publicar conteúdo nos NBs para

outros serviços e subscrever outros NBs de seu interesse. PSS também fornece

uma função de notificação que notifica serviços NBs publicados. Um serviço

que receber tal notificação, pode assinar imediatamente o NB informando sua

chave. O PSS faz o encontro entre editor e assinantes a fim de autenticação e

autorização para ter acesso ao NB publicado. O PSS permite serviços que

expressam de forma segura seus interesses. As chaves subscritas são

criptografadas e tem sua integridade verificada.

Serviço de Proxy/Gateway (PGS) - Tem como objetivo encapsular mensagens.

Portanto, é uma porta para as mensagens sair ou entrar na nuvem. Além disso, a

PGS é um proxy para outros serviços dentro de algum sistema operacional.

Representam estes serviços durante a inicialização, encaminhamento de ligações

de nome pública para outros PGSs. Ele abre e mantém soquetes no sistema

operacional para permitir o encapsulamento da mensagem.

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5. NovaGenesis na prática

Em um ambiente de teste o serviço de comunicação foi implementado usando

memória compartilhada, enquanto que a comunicação entre o serviço foi implementada

utilizando soquetes Linux OS tradicionais. Dentro dos serviços, toda a comunicação foi

baseada nas SVNs. No entanto, durante a inicialização os processos utilizam uma chave

bem conhecido para gerar um ID da memória partilhada. Após uma primeira mensagem

"Olá", todo o serviço propõe uma nova chave, que está ligada ao processo de SVN e

armazenadas sobre uma tabela hash local (HT). Cada serviço inicializa a comunicação

ao OS locais PGS. As comunicações entre o serviço começam de forma semelhante.

Cada PGS é inicializado com o endereço MAC da tecnologia PGSS e envia uma

mensagem "Olá" para eles. A ligação entre a PGS e o SVN endereço legado é

armazenado em um local do HT. As versões futuras irão dispensar endereços legados,

uma vez que todos os serviços necessários terão SVNs. Assim, o PGSS armazenaria

apenas as ligações SVNs na inicialização do procedimento. Após a fase de "Olá", o

PGSS trocaria o NB que eles têm. O núcleo de serviços pode agora descobrir possíveis

pares por consulta ao PGS em seu sistema operacional local. Aplicativos dos usuários

usam uma interface de aplicação de programação (API) de publicar/subscrever

fornecida pelo PSS. Eles são capazes de publicar/subscrever NLNs e SVNs,

descobrindo os pares candidatos, estabelecendo contratos e, finalmente, trocar

informações usuário chamado.

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6. Conclusão

Neste artigo foi exposto o desenvolvimento de uma internet com o conceito de

“folha em branco", um projeto criado do zero. Chamado NovaGenesis, tem como

objetivo integrar o processamento, troca e armazenamento de informações. Ela tem a

missão de integrar conceitos de tecnologias da informação e comunicação, como redes

centrada em informações, rede orientada a serviços, segmentação de

identificador/localizador, redes definidas por softwares, virtualização de funções de

rede, auto-organização de redes e Internet das coisas.

O projeto começou em 2008 e é implementado em C ++ utilizando um

ambiente operacional Linux. Este artigo apresentou rapidamente uma visão da internet

atual, as internets do futuro que estão em curso e o protótipo NovaGenesis, dando

detalhes de opções de design adotados e componentes desenvolvidos.

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7. Referencias

ALBERTI, Antonio M. OLIVEIRA, Lucio H. de. CASAROLI, Marco A. F.

NovaGenesis: Convergent Information Architecture. 2015. Disponivel em

<http://sbrc2015.ufes.br/wp-content/uploads/proceedingsWPEIF2015.pdf>. Acessado

em 02/11/15 às 20h00min.

HAAS, Guilherme. NovaGenesis: iniciativa brasileira propõe uma nova

arquitetura de internet. 07 de Outubro de 2013. Disponível em

<http://www.tecmundo.com.br/web/45342-novagenesis-iniciativa-brasileira-propoe-

uma-nova-arquitetura-de-internet.htm>. Acessado em 03/11/15 às 16h25min.

DWKEKA. Nova Genesis: iniciativa brasileira propõe uma nova

arquitetura de internet. 08 de Outubro de 2013. Disponível em

<http://wapbrasil.net/blog?m=show&id=4897&c=>. Acessado em 03/11/15 às

16h30min.

REPORT, Risk. Especialistas desenvolvem internet mais segura. 23 de

Outubro de 2013. Disponível em <http://www.decisionreport.com.br/publique/cgi/

cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=15018&sid=41>. Acessado em 03/11/15 às 17h00min.

SOARES, Lucas. Pesquisador do Sul de Minas trabalha para construir

‘nova internet’. 06 de Outubro de 2013. Disponível em <http://g1.globo.com/mg/sul-

de-minas/noticia/2013/10/pesquisador-do-sul-de-minas-trabalha-para-construir-nova-

internet.html>. Acessado em 03/11/15 às 17h45min.

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