Na última década, o volume de dados produzido e armazenado em escala global aumentou significativamente. Na busca em manter o consumo de informação e de serviços ocorrendo de forma ininterrupta, as empresas estão investindo em enlaces redundantes com o propósito de diminuir as chances de uma indisponibilidade do acesso à Internet. Assim, dispondo de enlaces redundantes é possível utilizá-los não somente durante as situações de indisponibilidade, mas como também no dia a dia realizando balanceamento de carga entre eles. O balanceamento de carga entre enlaces pode ser realizado utilizando roteamento por multicaminhos. Assim, os fluxos de dados podem ser distribuídos simultaneamente por mais de um caminho existente entre origem e destino. Contudo, algumas redes como a Ethernet utilizam o modelo de encaminhamento de pacotes de caminho único baseado no Spanning Tree Protocol (STP) para evitar loops na rede, em situações que múltiplos comutadores Ethernet são interligados entre si. Tal característica não permite a utilização de enlaces ociosos para diminuir o congestionamento do caminho e aumentar a largura de banda agregada da rede. Como solução, este trabalho apresenta uma proposta de mecanismo de balanceamento de carga entre caminhos utilizando redes definidas por software (SDNs - Software Defined Networks). O mecanismo proposto, denominado MLB (Multipath Load Balance), é baseado em um mecanismo de balanceamento de carga usando redes SDN proposto na literatura. Porém, diferentemente desse mecanismo da literatura, este realiza computação de caminhos com enlaces disjuntos e conta com um controle de comutação que verifica se a ocupação atual do caminho ultrapassa 50% de sua capacidade e se o potencial novo caminho computado apresenta uma ocupação pelo menos 10% menor do que a do caminho atual, de forma a não realizar a troca de caminhos sem que haja um ganho razoável. Sendo assim, como forma de avaliar o funcionamento do mecanismo proposto, este trabalho também apresenta uma avaliação de desempenho que compara o funcionamento dos dois mecanismos com o modo de funcionamento padrão do controlador de SDN OpenDaylight (ODL). Os resultados obtidos mostram que com uso do MLB foi possível aumentar em 95% o valor da largura de banda agregada e diminuir em cerca de 44,2% a perda de pacotes em comparação ao modo de funcionamento padrão do ODL.

Os ataques de negação de serviço crescem a cada ano exigindo investimentos financeiros e tecnológicos por parte das corporações para evitar danos aos seus serviços prestados na Internet. Em geral, os sistemas de proteção contra esses ataques são implementados através de equipamentos caros que processam um alto volume de tráfego. Além disso, algumas empresas oferecem serviços de tratamento de tráfego malicioso destinado a outros sistemas autônomos na Internet que também são caros. Esta dissertação propõe um sistema de proteção contra-ataques de botnets do tipo HTTP flood baseado na tecnologia de redes SDN (Software Defined Networking) utilizando a colaboração de outros ASs. Esses ASs utilizam redes SDN controladas através de uma VPN pelo sistema de proteção do servidor web alvo dos ataques. Uma outra VPN implementada é utilizada para permitir que os ASs colaboradores enviem requisições diretamente ao servidor web que encontra-se protegido pelo sistema original. As requisições destinadas ao servidor web com o serviço desejado são atendidas pelo sistema e recebem um redirecionamento para o destino real da aplicação protegida. Através da implementação do sistema com SDN, cada requisição terá um fluxo permissivo escrito em um comutador virtual que dá acesso ao servidor web. Como as requisições das botnets não acessarão o destino real por não seguirem o redirecionamento recebido, apenas requisições de clientes legítimos alcançarão o servidor protegido. Isso permite ao sistema diferenciar IPs atacantes de IPs de clientes legítimos. Dessa forma, os atacantes são bloqueados através de fluxos de bloqueio inseridos no comutador virtual de entrada do sistema. O sistema proposto foi implementado e avaliações de desempenho foram realizadas. Os resultados obtidos mostram reduções gradativas no consumo de CPU do servidor do controlador local, durante um ataque, na medida que ASs colaboradores são adicionados ao sistema. Com seis ASs colaboradores e com o sistema sendo atacado, foram registradas uma queda de consumo de CPU do servidor do controlador local de 65,32%, uma queda de latência percebida pelos clientes de 6 s para aproximadamente 400 ms e uma queda no consumo de CPU do servidor web de 78%.

O aumento da produção e demanda de conteúdos digitais, que utilizam redes de computadores como meio de transferência, leva ao crescimento da infraestrutura dessas redes. O monitoramento dos dispositivos de rede ativos, por sua vez, é necessário para prover serviço resiliente de qualidade. Assim, a identificação rápida e definida de possíveis falhas ou alterações na rede depende do mapeamento dos nós participantes nas decisões de encaminhamento bem como dos enlaces de rede. A descoberta de sub-rede é um conceito de camada de enlace, representada pela camada 2 (layer 2, L2) do modelo OSI (Open Systems Interconnection), que tem como propósito mapear a topologia por meio do agrupamento das interfaces de redes interconectadas em um mesmo domínio de colisão. Nas técnicas analisadas de descoberta de topologia, a localização de dispositivos L2 apresenta maior complexidade pela dificuldade de identificação deles entre os dispositivos de rede, sendo os dispositivos L2 mais numerosos que dispositivos L3 em redes privadas de grande porte. Este trabalho tem como objetivo explorar essa dificuldade através do mapeamento de rede com a técnica que utiliza o algoritmo Skeleton-tree, alterando método de coleta de dados da técnica para diminuir o tempo total utilizado na descoberta de topologia. A alteração do método ativo de ICMP (Internet Control Message Protocol) para ARP (Address Resolution Protocol) apresenta maior velocidade no processo completo de descoberta de topologia de rede, decorrente da melhor eficiência na atualização e coleta de dados das AFTs (Address Forwarding Tables) em cenários com tempo limite de espera (timeout) reduzido. Essa alteração resulta em base de dados de entrada de melhor qualidade para o algoritmo Skeleton-tree, resultando em menor probabilidade de falha na implementação da descoberta de topologia.

O advento da IoT aliado ao surgimento de novas tecnologias, como por exemplo as redes LoRaWAN, possibilitaram capturar, processar e enviar informações sensoreadas por áreas extensas. No entanto para que seja possível transmitir dados por longas distâncias e ainda assim garantir uma comunicação eficiente e confiável, os dispositivos LoRa geralmente possuem um grande número de parâmetros de transmissão. Por exemplo, um dispositivo pode ser configurado para usar diferentes fatores de espalhamento, configurações de largura de banda, taxas de codificação e infinitas possibilidades de distância, resultando em diversas configurações possíveis e diferentes Taxas de Perda de Pacotes. É um desafio determinar qual desses parâmetros têm maior influência na Taxa de Perda de Pacotes da rede. Assim, este trabalho apresenta uma análise do impacto dos parâmetros de transmissão na Taxa de Perda de Pacotes, através da técnica de Análise de Correspondência Múltipla, aplicada utilizando Linguagem R. A rede submetida a avaliação está implantada na cidade de Passo Fundo - Rio Grande do Sul, a qual foi desenvolvida pela empresa Optim (residente UPF Parque). Os resultados mostraram que a distância de transmissão é o parâmetro que mais influencia na Perda de Pacotes. Também foi possível observar que os parâmetros de transmissão possuem baixa influência na perda, quando comparados com outros fatores como latência do gateway devido ao tipo de conexão utilizada por ele.

À medida que as redes de computadores se tornam mais dinâmicas, heterogêneas, menos confiáveis e de maior escala, se torna difícil gerenciar efetivamente essas redes usando as abordagens tradicionais que se baseiam nas intervenções e no monitoramento humano para garantir que elas operam dentro de limites aceitáveis. Uma nova abordagem, conhecida como gerenciamento autônomico de redes, está sendo desenvolvida de maneira que os dispositivos da rede se tornem elementos auto-gerenciados e seus comportamentos sejam limitados através de políticas e objetivos que a rede como um todo deve seguir e alcançar O objetivo principal desse trabalho é solucionar o problema de gerência dos dispositivos físicos da rede pelas arquiteturas autonômicas baseadas em sistemas multi-agentes, construindo as comunidades de agentes inteligentes do Unity sobre o sistema operacional de redes NoX. Assim, esses agentes inteligentes terão controle sobre os dispositivos físicos da rede acessando apenas as abstrações providas pelo sistema operacional, ou seja, tem-se uma arquitetura distribuída de gerenciamento (multi-agente) sobre uma outra arquitetura de gerenciamento centralizada (NoX). Para a construção desses elementos autonômicos faz-se necessário a criação de um arcabouço de desenvolvimento responsável pelo relacionamento entre as comunidades de agentes inteligentes da camada de aplicação e a interface de programação do sistema operacional NoX, sendo desejável também que esse arcabouço seja desenvolvido em código aberto para a comunidade de pesquisadores da área de redes autonômicas

A compreensão dos conceitos sobre Redes de Computadores é fundamental para os alunos que desejam compreender as tecnologias da informação. A transposição didática desses conhecimentos é uma tarefa complexa, que exige de alunos e professores comprometimento no processo pedagógico. Do discente exige-se o desenvolvimento da capacidade de abstração, do raciocínio lógico, e do professor, a elaboração de estratégias que permitam auxiliar o processo de aprendizagem dos alunos assim como possibilitem avaliá-lo. Nesse contexto, esta pesquisa propôs-se a investigar as contribuições do uso de mapas conceituais como estratégia de ensino e aprendizagem na disciplina Rede de Computadores, com base na fundamentação teórica de Vygotsky, Ausubel, Novak, Johnson-Laird e Levy. Participaram do estudo os acadêmicos dessa disciplina, do Curso Superior em Sistemas para a Internet do IFSUL, Campus Passo Fundo. A pesquisa caracterizou-se pela abordagem qualitativa e, o seu corpus foi constituído de mapas conceituais elaborados pelos alunos, questionários e registros das observações das atividades realizadas em sala de aula. Com base nos resultados da pesquisa, pode-se observar as potencialidades desta tecnologia, uma vez que atua como um importante instrumento de avaliação, autorregulação e compartilhamento do conhecimento. Seja pelo enfoque da Aprendizagem Significativa, seja da teoria histórico-cultural ou dos modelos mentais, revelou indícios dos processos realizados pelos discentes na construção individual e coletiva do conhecimento, mostrando-se profícua como estratégia de avaliação. Pelo viés do discente, mostra-se como um importante recurso para a organização e partilha dos conhecimentos elaborados, potencializando os processos de construção coletiva. Além disso, progressivamente, capacita o discente, torna-o mais autônomo, protagonista do seu processo individual de conhecimento

O presente trabalho de dissertação tem como principal objetivo analisar as redes de comunicação de dados para Data Centers, que sofreram grande evolução técnica nos últimos anos devido a problemas e limitações das redes convencionais, como falta de disponibilidade na rede, baixo desempenho, utilização ineficiente dos componentes de rede instalados, complexidade e atraso no provisionamento de novas aplicações. Esses e outros problemas motivaram o desenvolvimento de novas tecnologias mais flexíveis e configuráveis de acordo com a necessidade particular de cada cliente. A tecnologia Software Defined Networking (SDN), presente na maioria dos fabricantes de equipamentos e soluções de rede, endereça esses problemas e traz mais eficiência e simplicidade no provisionamento de novos recursos de rede. Neste trabalho, será apresentada uma sistemática para implementação de SDN. O resultado obtido ilustra que tal sistemática pode ser aplicada em clientes que desejam implementar novas redes para Data Center ou migrar suas redes convencionais para o modelo SDN de forma estruturada, mapeando todas as necessidades técnicas e de negócio para implementação da rede, criando uma base de testes, determinando a solução mais adequada ao ambiente e testando-a em ambiente controlado.

Um dos maiores desafios da implantação da Universidade Federal do Pampa como uma instituição pública de ensino superior no interior do Rio Grande do Sul é a estruturação de sua rede de dados. Devido às suas peculiaridades a rede de computadores da UNIPAMPA necessita de controles eficientes para garantir sua operação com estabilidade e segurança. Dessa forma, torna-se imprescindível o uso de sistemas confiáveis de comunicação que interliguem todas estas unidades descentralizadas. Em geral, a confiabilidade dos sistemas de comunicação pode ser melhorada em três grandes frentes de ação. 1) manipulação e codificação da informação, 2) melhoria de recursos como potência e banda nos canais de comunicação físicos 3) levantamento de métricas nos pontos de transmissão e recepção. A fim de colaborar neste processo, nosso trabalho consistiu na elaboração de uma proposta do uso de métricas na política de segurança desta rede, tornando mais eficiente a detecção de vulnerabilidades e a orientação de novas políticas de segurança e investimentos. As 10 métricas apresentadas e o método que foi utilizado para gerá-las podem ser aplicados em qualquer rede com características similares à rede da Unipampa.

Dissertação apresentada como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Informática no Programa de Pós-Graduação em Informática, Setor de Ciências Exatas, Universidade Federal do Paraná. Orientadora: Profa. Dra. Cristina Duarte Murta. 2008

As nuvens computacionais consomem grandes quantidades de energia elétrica, sendo responsáveis por causar a emissão de 2% do dióxido de carbono mundial. Alguns gerenciadores de nuvem, como o OpenNebula, não dispõem de recursos para monitorar o consumo energético de seus serviços e infraestruturas, deixando seus administradores desinformados sobre a quantidade de energia elétrica consumida. Em razão disso, o objetivo deste trabalho é criar um sistema para monitorar o consumo energético em data centers virtualizados com Kernel-based Virtual Machine e geridos pelo OpenNebula. O sistema proposto denomina-se Monitor Energético (ME) e divide-se em Monitor Energético em Bash (MEB) para coleta dos consumos energéticos das máquinas virtuais e Monitor Energético em Web (MEW) para exibir os dados energéticos na interface Web do OpenNebula. Experimentos realizados com a ferramenta Sysbench comprovaram o funcionamento do sistema proposto durante o estresse proposital do ambiente analisado.