La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

Dit 1 Contribución a la Gestión de Configuraciones de Infraestructuras Flexibles de Experimentación de Red mediante Modelos Basados en Escenarios Defensa.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "Dit 1 Contribución a la Gestión de Configuraciones de Infraestructuras Flexibles de Experimentación de Red mediante Modelos Basados en Escenarios Defensa."— Transcripción de la presentación:

1 dit 1 Contribución a la Gestión de Configuraciones de Infraestructuras Flexibles de Experimentación de Red mediante Modelos Basados en Escenarios Defensa de Tesis Doctoral 13 de abril de 2010 Autor: Fermín Galán Márquez Tutor: David Fernández Cambronero

2 dit 2 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros

3 dit 3 Contexto Infraestructuras de experimentación de redes (testbeds) –Una infraestructura, sistema de pre-producción o prototipo controlado, compuesto de nodos (pe. sistemas finales, routers, etc.) usada para la experimentación en sistema de red (protocolos, arquitecturas, etc.) bajo condiciones que asemejan las de los entornos reales Herramienta clave en distintos ámbitos –Investigación: nuevas ideas –Industrial: desarrollo, pruebas y depuración –Educación: proporcionan experiencia práctica

4 dit 4 Problema La tendencia actual en configuración de testbed se basa en la definición de escenarios –Pe. Emulab, ADRENALINE®, herramientas de construcción de testbeds virtualizados, etc. … pero el problema de la dependencia tecnológica de los escenarios no ha sido resuelto –Las especificaciones de escenario son específicas de testbed –No existe un mecanismo común de especificación de escenarios –Reutilizar escenarios entre distintos testbeds es costoso

5 dit 5 una única especificación independiente de testbed Solución a la dependencia tecnológica de escenarios Testbed 1Testbed 2Testbed N … Nuestra solución Arquitectura dirigida por modelos basada en escenarios Modelo Independiente de Testbed Metodología de transformación Escenario deseado múltiples especificaciones de escenario específicas de testbed Testbed 1Testbed 2Testbed N … Solución Propuesta Estado del arte

6 dit 6 Objetivo Solucionar el problema de la dependencia tecnológica de escenarios en las infraestructuras de experimentación (testbeds) –Arquitectura de gestión de configuración dirigida por modelos basada en escenarios –Modelo Independiente de Testbed, lenguaje común para la definición de escenarios –Metodología de transformación, para cubrir el hueco entre el lenguaje común y los testbeds específicos

7 Metodología y Estructura Estado del arte en gestión de configuración para testbeds Introducción y taxonomía de testbeds Lenguajes Transformaciones DMTF CIM Definición del problemaTecnologías habilitadoras Arquitectura dirigida por modelos basada en escenarios Modelo Independiente de Testbed Metodología de transformación CONTRIBUCIÓN Especificación detallada del modelo Independiente Gestión dirigida por modelos en VNUML y ADRENALINE Validación experimental Casos de aplicación Convencional Internet del Futuro Testbed basado en WBEM Entornos de producción

8 dit 8 Contenidos Motivación y Objetivos –Taxonomía y Gestión de Testbeds Estado del arte Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros

9 dit 9 Una Taxonomía de Testbeds Escenario de experimentación –Contexto de red proporcionado por el testbed en el cual un experimento es realizado en un intervalo de tiempo dado Flexibilidad de testbed –Capacidad del testbed de reconfigurar su infraestructura para implementar diferentes escenarios de experimentación Infraestructura física de testbed Tecnologías habilitadoras de escenario (virtualización, VLAN, emulación de enlace, etc.) Escenario Gestión de configuración Testbed flexible Escenario (acoplado a la infraestructura) Infraestructura física del testbed Testbed no flexible Topología de red Propiedades/configuraciones

10 dit 10 Alternativas de Gestión de Configuración No basadas en escenario –Procedimientos manuales para configurar escenarios –Múltiples desventajas Alto consumo de tiempo en tareas de gestión Requiere conocimientos específicos de la tecnología del testbed a bajo nivel Propensa a errores Mala escalabilidad Basada en escenario (estado del arte) –Procedimientos automáticos (herramientas) para configurar escenarios –Especificaciones de escenario

11 dit 11 Diseño Operaciones en ejecución Ciclo de Vida del Escenario DespliegueRepliegue Testbed Herramienta de gestión basada en escenario Especificación de escenario

12 dit 12 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte –Infraestructuras de experimentación Gestión de testbeds Aproximaciones genéricas –Modelado y transformación de información de gestión Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros

13 dit 13 Backbone de switches programable PC Servidores de control PC Switch de control Internet Usuario de Emulab … DB Cluster de PCs Arquitectura de Emulab [WSL+02]

14 dit 14 Proceso (parsing) Emulab DB Auto- configuración Asignación puebla correspondencia de recursos información de configuración Despliegue (swap-in) configuración objetivo diseño de experimento Realización Especificación (ns) Repliegue (swap-out) interacción con el experimento Gestión de Configuración en Emulab

15 dit 15 Otros Testbeds ADRENALINE [MPM+05] –Especificación de escenario basada en XML (red + 6 procesos GMPLS) ModelNet [VYW+02] –Especificación de escenario basada en XML (grafo) –Descripción en XML de los nodos físicos del testbed (core y edge) Herramientas de testbed basadas en virtualización –Formatos de texto para describir escenarios (XML y otros) –VNUML/EDIV [GGF+09], NetKit [PR08], MLN [Beg06], vBET [JX03], Dynagen [Anu09] Testbeds globalmente distribuidos –Uso incipiente de gestión basada en escenarios –PlanetLab [PACR03][BBC+04], GX-BONE [TWP+05], DRAGON [LSJ06], GENI [GEN08c], FEDERICA [FED09a], PII [PII09]

16 dit 16 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte –Infraestructuras de experimentación Gestión de testbeds Aproximaciones genéricas –Modelado y transformación de información de gestión Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros

17 dit 17 Aproximaciones Genéricas Weevil [WRCW05] –Centrado en dispositivo, no configura la red –Sacrifica riqueza de escenario para conseguir flexibilidad, pe. propiedades de nodo arbitrarias (opaco) –Pone gran parte del esfuerzo en el usuario AnyBed [SHK06] –Limitaciones en el modelo de escenario, pe. direcciones IP Network Description Language [vdHDG+08] –Se centra en redes ópticas No existe aplicación (documentada) a la definición de escenarios de red para testbeds –Muy orientado a capa física, limitaciones en el modelo de escenario, pe. redes multi-punto (estilo Ethernet)

18 Resumen (1) LenguajeTopología básicaDirecciones IPRutas Estáticas NodosEnlacesIPv4IPv6 Emulab ADRENALINE ModelNet VNUML NetKit MLN vBET Dynagen PlanetLab (VINI) GX-Bone DRAGON (AST) Weevil AnyBed NDL

19 Resumen (y 2) LenguajeModelo de enlaceProcesos de nodo Lenguage represent. Conf. dinámica Suma (10) PPPMultiQoS Emulab ns2 8 ADRENALINE GMPLSXML 6 ModelNet XML 4 VNUML PluginsXML 8 NetKit NetMLTexto 5 MLN PluginsTexto 6 vBET Texto 4 Dynagen Texto 4 PlanetLab (VINI) Ruby 4 GX-Bone XML 5 DRAGON (AST) XML 5 Weevil Prop. Arb.UML/m4 2 AnyBed XML 3 NDL RDF(S) 5 Ninguno alcanza las 10 características

20 dit 20 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte –Infraestructuras de experimentación –Modelado y transformación de información de gestión Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros

21 dit 21 Sistema físico o lógico M0: Sistema Modelo de clases Modelo de instancias representa M1: Modelo Definición de transformación UML … M2: Metamodelo UML Profile UML Profile Perfil UML QVT OCL MOF M3: Meta-metamodelo conforme a instancia de Estándares de Modelado de OMG [OMG09a][AK03]

22 dit 22 Herramienta de transformación Sistema representa (alta abstracción) representa (baja abstracción) PIMPSM conforme a Metamodelo de definición de transformaciones conforme a Definición de transformación Metamodelo PIM Metamodelo PSM basado en M2 M1 M0 OMG Model Driven Architecture (MDA) Pe. UML + OCL Pe. Perfil UML OMG QVT, ATLAS ATL [MDA03][KWB03]

23 dit 23 Otras Aproximaciones de Modelado y Transformación XML [BPSM+08] –Transformaciones basadas en XSLT [Kay07], XQuery [BCF+07] o procesado directo (SAX/DOM) Ontologías (pe. OWL [DSB+04]) –Transformaciones basadas en (meta)ontologías de correspondencia (varias) [LVAB03] se centra en la correspondencia de información de gestión Otros –SGML [ISO86], (A/E)BNF [BBG+60][CO05][ISO96], Entity-Relationship Diagram [Che76]

24 dit 24 DMTF Common Information Model Lenguaje de información de gestión usado en la arquitectura WBEM –Especificación formal en la CIM Infrastructure [DMT08a] –Orientado a objetos Modelo de información de gestión muy amplio y completo (CIM Schema) Device System Appli- cation Core Network Physical Modelo de Extensión CIM Schema + restricciones Perfil DMTF

25 dit 25 Alternativas de Representación para CIM Managed Object Format (MOF) [DMT08a] –Basado en texto Especificación ABNF –Representación nativa La DMTF define los modelos de información usando MOF XML, usado en los protocolos de transporte de WBEM –CIM-XML, basada en DTD [DMT09c] –WS-CIM, basada en XSD [DMT09f] Perfil UML para CIM (DSP0219) [DMT07e] –DMTF MOF modelos UML Ontologías, varios trabajos –[LDR03][QAW + 04][LVB04]

26 dit 26 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones –Arquitectura –Modelo Independiente de Testbed –Transformación TIM-a-TSM –Validación –Aplicaciones Conclusiones y Trabajos Futuros

27 dit 27 Arquitectura Dirigida por Modelos Basada en Escenarios Testbed N Testbed 2 Testbed 1 Escenarios en el Modelo Específico de Testbed (TSM) Herramienta de gestión basada en escenarios en testbed N Herramienta de gestión basada en escenarios en testbed 2 …… Escenario deseado Herramienta de gestión basada en escenarios en testbed 1 Parámetros testbed 1 Parámetros testbed 2 Parámetros testbed N Transformación TIM a TSM 2 Transformación TIM a TSM N Transformación TIM a TSM 1 Escenario en el Modelo Independiente de Testbed (TIM)

28 dit 28 Principios de Diseño Para la arquitectura –Conseguir la independencia tecnológica de los escenarios –Evitar cualquier modificación en los testbeds y herramientas de gestión existentes Para el Modelo Independiente de Testbed (TIM) –Cobertura –Modularidad –Extensibilidad futura –Orientación al nivel de red –Simplicidad

29 dit 29 Estructura básica del TIM Fundamentos CIM El TIM está basado en CIM –Reutilización del CIM Schema (modelo Core y Comunes estándar) –Incluye un Modelo de Extensión ad hoc para el TIM –Modular TIM Core, conceptos principales de redes TIM Modules, funcionalidades de red asociadas a nodos TIM como un conjunto de pseudo-perfiles DMTF –Conjunto restringido de propiedades y ausencia de métodos –Pero no usado en un contexto de gestión WBEM

30 dit 30 Modelo de Extensión ad hoc Estructura Básica del TIM Relación a Alto Nivel con el CIM Schema System Network TIM Core (perfil autónomo) Core TIM Module (perfil de componente)

31 Comprobación de Cobertura (1) LenguajeTopología básicaDirecciones IPRutas Estáticas NodosEnlacesIPv4IPv6 Emulab ADRENALINE ModelNet VNUML NetKit MLN vBET Dynagen PlanetLab (VINI) GX-Bone DRAGON (AST) Weevil AnyBed NDL TIM

32 Comprobación de Cobertura (y 2) LenguajeModelo de enlaceProcesos de nodo Lenguage represent. Conf. dinámica Suma (10) PPPMultiQoS Emulab Ns2 8 ADRENALINE GMPLSXML 6 ModelNet XML 4 VNUML PluginsXML 8 NetKit NetMLTexto 5 MLN PluginsTexto 6 vBET Texto 4 Dynagen Texto 4 PlanetLab (VINI) Ruby 4 GX-Bone XML 5 DRAGON (AST) XML 5 Weevil Prop. Arb.UML/m4 2 AnyBed XML 3 NDL RDF(S) 5 TIM ModulesCIM 9 El TIM cubre todas las características estáticas

33 Modelo Independiente de Testbed (TIM) Diagrama de Clases Escenario Enlace Nodo Interfaz Direcciones IPv4 y IPv6 Asociadas a interfaces Forwarding Rutas estáticas Asociadas a nodos

34 Modelo Independiente de Testbed (TIM) Características de Enlace Basado en los modelos de NISTNet/netem

35 dit 35 Modelo Independiente de Testbed (TIM) OSPF Module TIM CoreTIM OSPF Module Procesos OSPF asociados a nodos

36 dit 36 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones –Arquitectura –Modelo Independiente de Testbed –Transformación TIM-a-TSM –Validación –Aplicaciones Conclusiones y Trabajos Futuros

37 dit 37 Transformación TIM a TSM: Principios de Diseño Dos entradas Neutralidad con respecto al TSM –Consideraciones especiales para XML Independencia con respecto a la tecnología de transformación Simplicidad

38 dit 38 Transformación TIM a TSM: Alternativas Candidatos –Codificación DMTF MOF Parser basado en texto (Lex/Yacc) –Codificación basada en XML para CIM XSLT XQuery –Ontologías ([LDR03][QAW + 04][LVB04]) Ontología de correspondencia [LVAB03] –Perfil UML para CIM (DSP0219) OMG MDA (QVT/ATL)

39 dit 39 Transformación TIM a TSM: Correspondencia ontológica vs. MDA MDA es la mejor alternativa debido a –Lenguajes de reglas de ontologías (pe. SWRL) son menos expresivos que QVT/ATL en MDA –El perfil de UML para CIM es un estándar, las ontologías que representan CIM no lo son (actualmente) MDA no impide la utilización de ontologías de correspondencia –[LVAB03] puede usarse Formula = ATL o QVT Expression =

40 dit 40 Transformación TIM a TSM: Metodología Premisas –Escenarios representados como modelos de instancias del TIM en el perfil UML para CIM –TIM Core, Mod 1, Mod 2,… Mod N –TSM

41 dit 41 Transformación TIM a TSM: Paso 1: Formalización del TSM Definir el TSM como un metamodelo basado en la arquitectura MOF de la OMG Algoritmo predefinido para TSMs basados en XML (contribución de la tesis) DTD/ XSD TSM formalizado (Algoritmo)

42 dit 42 ? ? Transformación TIM a TSM: Paso 2: Definición de Asociaciones TIM-a-TSM … Core Mod N Parámetros de testbed Mod 2 Mod 1 TSM formalizado Mod N+1

43 dit 43 Transformación TIM a TSM: Paso 3: Construcción de Reglas TIM-a-TSM Lenguaje natural reglas formales –Preferibles las aproximaciones declarativas Criterios prácticos guían la elección del lenguaje de transformación, no la metodología –Estabilidad, grado de mantenimiento y soporte, base de usuarios, conocimiento del desarrollador Actualmente, QVTr y ATL son los mejores candidatos

44 dit 44 Transformación TIM a TSM: Paso 4: Adaptación de Formato Necesario para aquellas herramientas basadas en escenarios que no basadas en MDA –En la práctica, siempre (actualmente) Alternativas –Directa: Model2Text –Indirecta: Model2(bien-conocido)Model + Model2Text directa Para TSMs basados en XML, indirecta –Model2(XML)Model: algoritmo predefinido (contribución de la tesis) –(XML)Model2Text: algoritmo descendente (top-down) directo

45 dit 45 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones –Arquitectura –Modelo Independiente de Testbed –Transformación TIM-a-TSM –Validación –Aplicaciones Conclusiones y Trabajos Futuros

46 dit 46 Objetivo Demostrar la viabilidad de la arquitectura dirigida por modelos basada en escenarios con su utilización en un caso real Dos testbeds de validación –Basado en VNUML Virtual Gestionado por VNUML TSM basado en XML – VNUML DTD y VNUML OSPF DTD –ADRENALINE Físico Gestionado por ADNETCONF TSM basado en XML – ADNETCONF DTD y ADNETCONF OSPF DTD

47 dit 47 Conjunto de Validación escenario nsfnet (14 nodos, 21 enlaces PPP, routing OSPF) WA CA1 CA2 UT CO TX NEIL GA DC NJ NY MI PA GAL AST CAN PVC NAV CAT ARA MAD IX EXT AND CLM CYL MUR TEF PAL VAL BAL RIO escenario basic (5 nodos, 3 enlaces multipunto, rutas estáticas) escenario rediris (19 nodos, 31 enlaces PPP, routing OSPF) instancias del TIM 968 instancias del TIM 673 instancias del TIM En conjunto, todas las clases definidas en el TIM Core y OSPF Module son utilizadas

48 dit 48 Validación Desarrollo Transformaciones TIM-a-TSM Basado en la metodología sistemática –Ambos TSMs basados en XML, se utiliza el algoritmo de formalización Asociaciones resultantes –Para TIM-a-VNUML, 27 reglas y 14 parámetros de testbed –Para TIM-a-ADNETCONF, 23 reglas y 9 parámetros de testbed Filtrado –TIM-a-VNUML filtra elementos de QoS de enlace –TIM-a-ADNETCONF filtra IPv6, rutas estáticas y enlaces multi punto Implementación en ATL debido a razones prácticas (madurez y disponibilidad de software)

49 dit 49 Validación Flujo de Validación nsfnet basic Basic VNUML TSM NSFNET VNUML TSM Basic ADNETCONF TSM NSFNET ADNETCONF TSM rediris RedIris VNUML TSM RedIris ADNETCONF TSM TIM-a-ADNETCONF (23 reglas) TIM-a-VNUML (27 reglas) VNUMLADNETCONF host físico baseMgtAddress baseVlan … (7 más) parámetros de testbed ADNETCONF kernel ospfd filesystem defaultKernel defaultFilesystem ospfdBinPath … (11 más) parámetros de testbed VNUML … …… ADRENALINE testbed ® (simplificado) … OCC0 OCC73 Flujos de generación de escenarios TIM Flujos de generación de escenarios TSM Flujos de despliegue de escenarios

50 Metamodelo UML Perfil UML para CIM CIM Schema TIM Ext (UML classes) Validación Flujo de Generación de Escenarios TSM Escenario TIM (Instancias CIM) CIM Schema Trans. VNUML/ADNETCONF TSM entrada salida Parámetros de testbed (Instancias CIM) entrada TSM (XML) Trans. Metamodelo XML Doc. XML salida reglas de transformación Transformación de adaptación del TSM input T2M M2T CIM Schema (reducido) TIM ECore Escenario TSM reglas de transformación (Instancias UML) Escenario TIM Metamodelo ATL Transformación TIM-a-TSM TIM Ext (Instancias ECore) (Clases ECore) T2M (Instancias UML) Parámetros de testbed Desarrollos producidos como resultado de la metodología Paso preparatorio

51 dit 51 Validación Flujo de Despliegue de Escenarios Alimentar VNUML y ADNETCONF con los correspondientes escenarios (en XML) generados en el paso anterior Todos los escenarios son desplegados correctamente en el testbed basado en VNUML y en ADRENALINE EscenarioTransformación (s)Despliegue (s) VNUMLADNETCONFVNUMLADNETCONF basic nsfnet rediris

52 dit 52 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones –Arquitectura –Modelo Independiente de Testbed –Transformación TIM-a-TSM –Validación –Aplicaciones Conclusiones y Trabajos Futuros

53 feedback Testbed Convencionales Interrelacionados Basados en Escenarios Despliegue Repliegue Ejecución de experimento varias veces Testbed basado en virtualización Testbed distribuido (pe. PlanetLab) Solución final Testbed cercano a despliegue final Despliegue Repliegue Ejecución de experimento varias vaces Despliegue Repliegue Ejecución de experimento varias veces Diseño de escenarios de experimentación (sc1, sc2, … scN) para el testbed 1 Diseño de escenarios de experimentación (sc1, sc2, … scN) para el testbed 2 Diseño de escenarios de experimentación (sc1, sc2, … scN) para el testbed 3 Diseño preliminar (analítico, simulación de red, etc.) Sincronización manual Coste inicial = T×N Coste unitario sinc. = T Coste inicial = N Coste unitario sinc. = 1 Diseño preliminar (analítico, simulación de red, etc.) feedback Diseño de escenarios de experimentación (sc1, sc2, … scN) usando TIM feedback

54 dit 54 Otras Aplicaciones Testbeds de la Internet del Futuro (Future Internet) Testbed basado en WBEM Entornos de producción Simulación, pe. TIM-a-ns2

55 dit 55 Contenidos Motivación y Objetivos Estado del arte Contribuciones Conclusiones y Trabajos Futuros –Conclusiones –Trabajos futuros –Publicaciones

56 dit 56 Conclusiones Solución al problema de la dependencia tecnológica de escenarios, con varios casos de aplicación (5 casos) y validado experimentalmente (2 testbeds) –Arquitectura de gestión de configuración dirigida por modelos Principios de MDA, PIM TIM y PSM TSM Evitar cualquier modificación en testbeds y herramientas existentes –Modelo Independiente de Testbed (TIM) Cobertura, orientación al nivel de red, modularidad, extensibilidad, simplicidad Basado en el CIM Schema de la DMTF –Metodología de diseño TIM-a-TSM Genérica y sistemática, optimizada para TSMs basados en XML (caso habitual) Basada en MDA de la OMG, combinable con ontologías de correspondencia

57 dit 57 Trabajos Futuros Nuevos usos de la arquitectura –Aplicación a los testbeds de la Internet del Futuro (GENI, FEDERICA, etc.) –Testbeds basados en WBEM Mejorar la arquitectura (principalmente el TIM), en orden de mayor a menor dificultad –Modelo Común de Testbed Aplicar la idea del TIM a los parámetros de testbed –Transformaciones inversas TSM-a-TIM Regeneración de información –Modelado de dinámica de experimentos TIM Dynamics Module –Modelado de restricciones (constraints) Varias alternativas (perfil DMTF, OCL, ontologías)

58 dit 58 OMG MDA DMTF CIM Gestión de configuración dirigida por modelos basada en escenarios Madurez tecnológica (software) debida a aceptación industrial Alineamiento con Estándares La evolución del CIM Schema enriquece el TIM

59 dit 59 Resumen de Publicaciones Veintitrés publicaciones –2 de ellas en revistas JCR (una más en revisión en una revista JCR) –1 patente pendiente de concesión (esperada en 2010) en Europa, Japón y Estados Unidos, propiedad del CTTC Resumen –Dos publicaciones principales sobre el núcleo de contribuciones del doctorado –Dieciocho publicaciones secundarias sobre VNUML –Tres publicaciones secundarias sobre ADNETCONF

60 dit 60 Gracias por su atención

61 dit 61 Materiales Adicionales

62 dit 62 Arquitectura de ADRENALINE Switch#4 … Switch#6 Switch#5 Switch#3 Switch#1 Switch#7 OCC1 (optical) OCC2 (optical) OCC3 (optical) … Dispositivos cliente (broadband tester) OCC4 (optical) OCC0 (emul) OCC1 (emul) OCCs Emulados (74) Switch#12 … OCC73 (emul) Herramienta de configuración de gestión (ADNETCONF) … Switch#2 [MPM+05]

63 dit 63 Internet VMM PlanetLab Central PLC slivers (astilla,loncha) slices (rodaja) Usuario de PlanetLab MV Privilegiada VMM (Virtual Machine Monitor) Node Manager MVs MV Privilegiada MV No privilegiada XML-RPC Proper MV No privilegiada Arquitectura de PlanetLab [PACR03][BBC+04]

64 dit 64 VMM NM pl_conf PLC XML-RPC nueva MV VMM NM pl_conf /otro PLC XML-RPC nueva MV petición de ticket Directo Delegado Creación de Slices en PlanetLab

65 dit 65 Otros Testbeds Globalmente Distribuidos GX-Bone [TWP+05] –Lenguaje basado en XML para especificar recubrimientos (overlays), equivalentes a escenarios Testbeds de la Internet del Futuro (Future Internet) –GENI [GEN08c], FEDERICA [FED09a], PII [PII09], PASITO [PAS09] –Características básicas (influencias del PlanetLab) Federación con red de interconexión dedicada Heterogeneidad de recursos (no solo PCs comodity) Infraestructuras particionables (sliceable) multi usuario –Sus sistemas de gestión de configuración están aún bajo definición

66 dit 66 Experiment plane Measurements plane Control plane O&M plane Manager Agregado A Manager Agregado N … Servicio de Soporte a experimento Estructura de Control (Control Framework) Substrato de GENI Repositorio (clearinghouse) Investigador slicecomponente particionable Administración y operacion de GENI Usuarios finales Arquitectura y Gestión de GENI Herramientas de experimentación locales

67 dit 67 EHU ? UMU UPM UC3M RedIRIS CESGA, UVIGO UAM UPV UPC, I2CAT, CESCA Equipo de red Servidores de virtualización (Xen, VMware ESX) PASITO NODE PASITO Switch (VLANs) Arquitectura de PASITO

68 dit vnuml vm if ipv4 netnet0 nameuml1 id2 1netnet document root if eXtensible Markup Language

69 dit 69 Classifier City:Madrid representa M2: Metamodelo M1: Modelo UML M0: Sistema InstanceSpecification instancia de > instancia de Class (la ciudad real de Madrid) (el concepto general de ciudad) Ejemplo de los Estándares de Modelado de OMG

70 dit 70 T PIM T1T2T3 T = {T1, T2, T3} PIMPSM1 PSM PSM2 Transformación Encadenada en MDA

71 dit 71 Operational Mappings (QVTo) Black Box Core (QVTo) Relations-to-Core Transformation Relations (QVTr) DeclarativoImperativo extiende Estructura del Lenguaje QVT

72 dit 72 Repositorio CIM (CIM Schema + instancias) CIMOM CIM Schema + instancias (ficheros MOF) Compilador MOF Provider A Managed device A Provider B Managed device B Provider C Managed device C Cliente CIM HTTP/XML (CIM-XML) WS-Man (WS-CIM) Telnet/SSH (SM-CLP) Servidor WBEM Arquitectura WBEM

73 dit 73 clase central Core Subconjunto CIM Schema + nivel de requisitos restricciones = Perfil DMTF Autónomo 1 Autónomo 2 Componente B Componente C Componente A Dominio de gestión 1 Dominio de gestión 2 clase de alcance CIM Schema y Perfiles DMTF

74 dit 74 Otros Lenguajes y Modelos para Información de Gestión Alternativas a CIM –SMIv2/SMIng [MPS99][SS04a], MIF [DMT03c] Basados en tablas (excepto SMIng) Centrados en dispositivo, difícil capturar relaciones –ITU GDMO [ITU92] Complejo Muy orientado al dominio telco, el nivel IP no es tenido en cuenta CIM los supera en términos de expresividad, riqueza, flexibilidad, apertura y simplicidad

75 dit 75 Desarrollo de transformación TIM-a-TSM Roles y Flujos Flujo de generación de escenario TIM Flujo de generación de escenario TSM Flujo de despliegue de escenario Diseñador de escenarios Administrador de testbed Desarrollador de transformaciones

76 dit 76 Estructura Básica del TIM CIM Schema para Core y OSPF Module Network System Core Clases (5): TIM_TestbedScenario TIM_LinkConnectivityCollection TIM_TransmissionCharacteristics TIM_StaticIPv6AssignmentSettingData TIM_NextHopAddressedIPRoute Asociaciones (4): TIM_LinkTransmissionElement TIM_MemberOfLink TIM_LinkOrigin TIM_LinkDestination Clases (1): ComputerSystem Clases (3): IPProtocolEndPoint StaticIPAssignmentSettingData ForwardingService Asociaciones (1): ForwardsAmong Clases (1): Service Asociaciones (6): SystemComponent HostedCollection HostedAccessPoint HostedRoute ElementSettingData HostedService TIM Core TIM OSPF Module Clases (4): OSPFService OSPFArea OSPFAreaConfiguration RangeOfIPAddresses Asociaciones (3): OSPFServiceConfiguration AreaOfConfiguration RangesOfConfiguration

77 dit 77 Modelo Independiente de Testbed (TIM) Conceptos Topológicos Básicos Escenario Nodo Enlace Interfaces

78 dit 78 Modelo Independiente de Testbed (TIM) Direccionamiento Direcciones IPv4 y IPv6 Asociadas a interfaces

79 dit 79 Modelo Independiente de Testbed (TIM) Forwarding y Routing Forwarding Rutas estáticas Asociadas a nodos

80 dit 80 Transformación TIM a TSM: Resumen del Proceso Core Mod N Escenario Model2Model (pasos 2 y 3) Escenario TSM (paso 1) Parámetros de testbed (paso 2) Model2Text (paso 4) Escenario (texto) Herramienta de gestión basadas en escenarios Transformación TIM-a-TSM Model2Model (paso 4) Escenario (texto XML) XML Doc. XML Model2Text (directa)

81 dit 81 Validación Validación a Nivel de MOF Basado en WBEM (CIMOM y mofcomp) 1.Garantiza el alineamiento la extensión ad hoc del TIM con el CIM Schema de la DMTF 2.Garantiza la corrección de los escenarios TIM (flujo de generación de escenarios TIM) CIM-XML CIMOM CIM Schema basicnsfnet redIris mofcomp tim.mof TIM ad hoc Extension Model cim_schema_ mof rediris.mof basic.mof nsfnet.mof 1 2

82 dit 82 Otras Aplicaciones (Completa) Testbeds de la Internet del Futuro (Future Internet) –Partición (splitting) del escenario objetivo entre varios testbeds federados debido a su tamaño o necesidad de recursos heterogéneos –Partición + despliegue = TIM-a-TIM + TIM-a-TSM Evita proceso manual (costosos en tiempo y propensos a errores) en el particionado y la sincronización de sub-escenarios Puede necesitar especialización de las clases del TIM, pe. routers inalámbricos, enlaces ópticos Testbed basado en WBEM –Método añadidos a TIM_TestbedScenario, pe. Deploy() –Transformación TIM-a-TSM WBEM provider Entornos de producción –Entornos producción basados en escenarios, pe. TIM-a-OVF –Red de producción gestionada por WBEM Como evolución del caso de testbed basado en WBEMs Simulación, pe. TIM-a-ns2

83 dit 83 Testbed Federado de la Internet del Futuro Grandes Escenarios Red gran tamaño (3000 nodes ) Parte 1 (1000 nodos) Particionado de escenario Red de federación (pe. backbone dedicado) TIM Transformación TIM a TSM 1 Herramienta basada en escenarios 1 TSM 1 Transformación TIM a TSM 2 Herramienta basada en escenarios 2 TSM 2 Transformación TIM a TSM 3 Herramienta basada en escenarios 3 TSM 3 Conocimiento de testbed Configurador de red Modelo de Interconexión de Sub-escenarios Parte 2 (1000 nodos) Parte 3 (1000 nodos) Testbed 1Testbed 2 Testbed 3 Evita proceso manual (costosos en tiempo y propensos a errores) en el particionado y la sincronización de sub-escenarios

84 dit 84 Testbed Federado de la Internet del Futuro Recursos Heterogéneos Particionado de escenario Red de federación (pe. backbone dedicado) TIM Transformación TIM a TSM 2 Herramienta basada en escenarios 2 TSM 2 Transformación TIM a TSM 3 Herramienta basada en escenarios 3 TSM 3 Conocimiento de testbed Configurador de red Modelo de Interconexión de Sub-escenarios TIM Transformación TIM a TSM 1 Herramienta basada en escenarios 1 TSM 1 (especializando las clases del TIM) Evita proceso manual (costosos en tiempo y propensos a errores) en el particionado y la sincronización de sub-escenarios

85 dit 85 Testbed Basado en WBEM CIMOM Cliente CIM Servidor WBEM Testbed Proveedor elemento de Testbed Provider de Gestión de Escenarios (métodos de TIM_TestbedScenario) redIris Modelo de Extension ad hoc del TIM CIM Schema

86 dit 86 Entornos de Producción Entornos de producción basados en escenario –Pe. TIM-a-OVF Red de producción basada en WBEM –Como evolución del caso de testbed basado en WBEM Cliente CIM Testbed Providers Provider de Gestión de Escenarios CIMOM modelo de los dispositivos del testbed Red de producción Provider Provider de Gestión de Escenarios CIMOM modelo de los dispositivos de la red de producción Escenarios TIM

87 dit 87 Resumen de Beneficios Reutilización de especificaciones de escenario entre testbeds Modelo común (TIM) para particionado de escenarios (testbeds federados de la Internet del Futuro) Permitir gestión basada en escenarios en WBEM (basada en el TIM) Herramientas orientadas al TIM, pe. editores, validadores, repositorios Escenarios de red de referencia compartidos Separación de roles (diseñadores de escenarios y administradores de testbeds)

88 dit 88 Principales Publicaciones 1. Fermín Galán, Jorge E. López de Vergara, David Fernández and Ramon Casellas, Using the Model Driven Architecture for Technology-Independent Scenario Configuration in Networking Testbeds, submitted to IEEE Communications Magazine special issue on Network and Services Management, 2010, under review (JCR). 2. Fermín Galán, Jorge E. López de Vergara, David Fernández and Raül Muñoz, Scenario-based Configuration Management for Flexible Experimentation Infrastructures, Proc. of the 5 th IEEE Int'l Conf. on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks & Communities (TridentCom 2009), Washington DC (USA), April Fermín Galán, David Fernández, Walter Fuertes and Miguel Gómez, Jorge López de Vergara, Scenario-based Virtual Network Infrastructure Management in Research and Educational Testbeds with VNUML: Application Cases and Current Challenges, in Annals of Telecommunications, special issue on Virtualization: a path for the Future Internet, vol. 64(5), pp , May (JCR). 4. Fermín Galán, Raül Muñoz, Method For Logical Deployment, Undeployment and Monitoring of a Target IP Network, request (PCT/EP2006/009960) October 2006, WIPO Publication with ISR (WO2008/046429) April (Patent).

89 dit 89 Lista Completa de Publicaciones Principales 1. Fermín Galán, Jorge E. López de Vergara, David Fernández and Ramon Casellas, Using the Model Driven Architecture for Technology-Independent Scenario Configuration in Networking Testbeds, submitted to IEEE Communications Magazine special issue on Network and Services Management, 2010, under review (JCR). 2. Fermín Galán, Jorge E. López de Vergara, David Fernández and Raül Muñoz, Scenario-based Configuration Management for Flexible Experimentation Infrastructures, Proc. of the 5 th IEEE Int'l Conf. on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks & Communities (TridentCom 2009), Washington DC (USA), April Fermín Galán, Jorge E. López de Vergara, David Fernández and Raül Muñoz, A Model-driven Configuration Management Methodology for Testbed Infrastructures}, Proc. of the 11 th IEEE/IFIP Int'l Conf. on Network Operations and Management Symposium (NOMS 08), Salvador da Bahia (Brazil), pp , April 2008.

90 dit 90 Lista Completa de Publicaciones VNUML (1) 1. Fermín Galán, David Fernández, Walter Fuertes and Miguel Gómez, Jorge López de Vergara, Scenario-based Virtual Network Infrastructure Management in Research and Educational Testbeds with VNUML: Application Cases and Current Challenges, in Annals of Telecommunications, special issue on Virtualization: a path for the Future Internet, vol. 64(5), pp , May (JCR). 2. Fermín Galán, David Fernández, Jorge E. López de Vergara and Francisco Monserrat, Demo of EDIV: Building and managing distributed virtualization scenarios in federated testbed infrastructures, Proc. of the 5 th IEEE Int'l Conf. on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks & Communities (TridentCom 2009), Washington DC (USA), April Fermín Galán, David Fernández, Miguel Ferrer and Francisco J. Martín, Scenario-based Distributed Virtualization Management Architecture for Multi-host Environments, Proc. of the 2 nd DMTF System and Virtualization Management Workshop (SVM 2008), CCIS 18, pp , Munich (Germany), October 2008.

91 dit 91 Lista Completa de Publicaciones VNUML (2) 4. Francisco Rúiz, David Fernández, Fermín Galán and Luis Bellido, Modelo de Laboratorio Docente de Telemática basado en Virtualización Distribuida, VII Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2008), Alcalá de Henares (Spain), September Walter Fuertes, Jorge E. López de Vergara, Fermín Galán and David Fernández, Propuesta para el Despliegue de Escenarios de Red Virtuales en Entornos Distribuidos, VII Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2008), Alcalá de Henares (Spain), September David Fernández, Fermín Galán, Francisco J. Ruiz, Luis Bellido and Omar Walid, Uso de técnicas de virtualización en laboratorios docentes de redes, Boletín de RedIRIS, vol , pp , April Miguel Gómez, Fermín Galán and Emilio J. Torres, A 3GPP System Architecture Evolution Virtualized Experimentation Infrastructure for Mobility Prototyping (Invited Paper), Proc. of the 4 th Int'l Conf. on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks Communities (TridentCom 2008), Innsbruck (Austria), March 2008.

92 dit 92 Lista Completa de Publicaciones VNUML (3) 8. Fermín Galán and David Fernández, Distributed Virtualization Scenarios Using VNUML, Proc. of the 1 th DMTF System and Virtualization Management Workshop (SVM 2008), Toulouse (France), October Fermín Galán and David Fernández, Experiencias de uso de la herramienta VNUML en la creación de escenarios de red virtuales, invited speech at Grupos de Trabajo RedIRIS 2007 RTIRIS-23, ETSIT UPM, Madrid (Spain), June Fermín Galán, Raül Muñoz and Ricardo Martínez, Control plane virtual extension for GMPLS-based optical networking testbeds, VI Workshop in MPLS/GMPLS networks, Girona (Spain), April Fermín Galán, Raül Muñoz and Ricardo Martínez, Uso de técnicas de virtualización para la experimentación en redes ópticas basadas en GMPLS y DWDM, XVI Jornadas Telecom I+D, Madrid (Spain), November Fermín Galán and David Fernández, Use of VNUML in Virtual Honeynets Deployment, IX Reunión Española sobre Criptología y Seguridad de la Información (RECSI), Barcelona (Spain), September 2006.

93 dit 93 Lista Completa de Publicaciones VNUML (4) 13. Fermín Galán, Emilio García, Carlos Chávarri, Miguel Gómez and David Fernández, Design and Implementation of an IP Multimedia Subsystem (IMS) Emulator Using Virtualization Techniques, Proc. of the 13 th HP OpenView University Association (HP-OVUA) Workshop, pp , Nice (France), May David Fernández, F. Javier Ruiz Piñar, Fermín Galán, Vicente Burillo and Tomás de Miguel, Mejorando el aprendizaje en los laboratorios de redes y servicios mediante el uso de herramientas de virtualización, Primeras Jornadas de Innovación Educativa ETSIT-UPM, Madrid (Spain), December David Fernández, F. Javier Ruiz Piñar, Fermín Galán, Vicente Burillo and Tomás de Miguel, Uso de técnicas de virtualización para mejorar la docencia en laboratorios de redes de comunicaciones, V Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL 2005), Vigo (Spain), September 2005.

94 dit 94 Lista Completa de Publicaciones VNUML (y 5) 16. Fermín Galán, David Fernández, Javier Rúiz, Omar Walid and Tomás de Miguel, A Virtualization Tool in Computer Network Laboratories, Proc. of the 5 th Int'l Conf. on Information Technology Based Higher Education and Training (ITHET'04), Istanbul (Turkey), May Fermín Galán and David Fernández, VNUML: Una herramienta de virtualización de redes basada en Software Libre, Open Software World Conference (OSWC04), Málaga (Spain), February David Fernández, Fermín Galán and Tomás de Miguel, Study and Emulation of IPv6 Internet Exchange (IX) based Addressing Models, in IEEE Communications Magazine, vol. 42(1), pp , January (JCR).

95 dit 95 Lista Completa de Publicaciones ADNETCONF 1. Fermín Galán, Raül Muñoz, Method For Logical Deployment, Undeployment and Monitoring of a Target IP Network, request (PCT/EP2006/009960) October 2006, WIPO Publication with ISR (WO2008/046429) April (Patent). 2. Fermín Galán and Raül Muñoz, An Automatic Model-based Reconfiguration and Monitoring Mechanism for Flexible GMPLS-based Optical Networking Testbeds, Proc. of the 11 th Int'l Conf. on Optical Network Design and Management (ONDM 2007), Athens (Greece), LNCS 4534, pp , Springer, May Fermín Galán, Raül Muñoz and Ricardo Martínez, Demo of ADNETCONF: ADRENALINE's tool for dynamic configuration of GMPLS-based all optical transport networks, Proc. of the 2 nd IEEE Int'l Conf. on Testbeds and Research Infrastructures for the Development of Networks & Communities (TridentCom 2006), Barcelona (Spain), March 2006.


Descargar ppt "Dit 1 Contribución a la Gestión de Configuraciones de Infraestructuras Flexibles de Experimentación de Red mediante Modelos Basados en Escenarios Defensa."

Presentaciones similares


Anuncios Google