Atividade multidisciplinar entre pesquisadores resulta em equipamento de monitoramento para harpias 30/11/2023 devs CPID O Laboratório…
As redes definidas por software permitem maior ação sobre os elementos que direcionam pacotes de informação no núcleo na internet. Foto: kjpargeter/Freepik
Pesquisa da Ufes integra projeto internacional que busca aumentar confiabilidade e velocidade da internet 5G
- 08/08/2022
Estudos da Ufes que envolvem a transmissão de pacotes de informação pela internet passaram a usar o ambiente internacional de pesquisas RARE (sigla de Router for Academia Research and Education, em português, Roteador para Pesquisa Acadêmica e Educação). Esse ambiente internacional, voltado a pesquisas de redes definidas por software (SDN, sigla em inglês) e redes de nova geração de telefonia móvel (5G, 6G e além), é mantido pela rede pan-europeia Géant, voltada para educação e pesquisa. Via parceria da Ufes, a brasileira Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) passa também a integrar a iniciativa.
Na Ufes, a participação é coordenada pelos professores Moisés Ribeiro e Magnos Martinello, que integram o Núcleo de Estudos em Redes Definidas por Software (Nerds), unindo os programas de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e em Informática. O laboratório conta com o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) em suas pesquisas multidisciplinares.
As redes definidas por software permitem maior ação sobre os elementos que direcionam pacotes de informação no núcleo na internet e que, até algum tempo atrás, não poderiam ser objetos de inovação. “Embora fossem desenvolvidas pesquisas, a implementação de novas propostas nos núcleos da internet ficava limitada em virtude de os hardwares adequados serem proprietários ou fechados. A possibilidade agora é de programar esses elementos que são responsáveis pelo encaminhamento de imensos volumes de pacotes (e não apenas configurar neles funcionalidades desenvolvidas pelo fabricante). Assim, temos a liberdade de incluir inteligência a essa circulação de dados, agregando agilidade na reação a falhas da rede, rapidez e segurança”, explica Ribeiro.
Método premiado
A equipe brasileira está usando a rede RARE para testar a aplicação Polka (Polynomial Key-based Architecture for Source Routing in Network Fabrics), desenvolvida pela professora Cristina Dominicini, do Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes), durante seu doutorado no Programa de Pós-Graduação em Informática da Ufes, sob orientação dos professores Martinello e Ribeiro.
O sistema, que foi o único projeto latino-americano premiado no Google Research Scholar 2021 (categoria Networking), propõe um novo método de envio de pacotes de informação, com uma estrutura matemática e sem o uso de tabelas. O prêmio, em forma de financiamento, contribuiu com a evolução da ideia, mas o avanço do projeto de forma mais integrada obteve auxílio, ainda, das interações com a equipe de pesquisa e desenvolvimento de soluções de redes da sede do Google no Silicon Valley. Ribeiro acrescenta que, “em projetos complexos como este, a multidisciplinaridade do ambiente acadêmico de uma Universidade permitiu-nos contar, ainda, com a importante colaboração da professora Ana Claudia Locatel, do Departamento de Matemática da Ufes.”
As redes definidas por software permitem maior ação sobre os elementos que direcionam pacotes de informação no núcleo na internet. Foto: kjpargeter/Freepik
Conheça outras pesquisas premiadas da Ufes
A utilização de tabelas é a forma atual de encaminhamento dos pacotes de dados na internet aos seus destinos (especificados pelos endereços de protocolo de internet, os IPs). “O processo é simples: os dispositivos, conhecidos como roteadores, observam o endereço de destino dos pacotes e então consultam essa tabela para saberem qual porta/conexão devem usar para melhor despachá-lo ao próximo elemento, de forma que o pacote se aproxime do destino desejado. Qualquer alteração do caminho a ser seguido pelo pacote exige, portanto, a alteração de todas as tabelas ao longo do caminho. Nesse novo método, o que é enviado é o identificador único de uma da rota nas redes. O elemento encaminhador faz uma operação de divisão entre o identificador da rota e o identificador do encaminhador na rede. O resto da divisão já aponta para a porta que ele deve usar para encaminhar o pacote. Isso propicia reconfigurações de rotas e, eventualmente, até encaminhamentos mais rápidos”, detalha Ribeiro.
Esse redirecionamento ágil do tráfego de dados em caso de falhas e congestionamentos é fundamental para aplicações críticas que operam na rede 5G, de internet tátil (que envolve aplicativos de realidade virtual, realidade aumentada e sensores de tato) ou robôs. Segundo o professor, essa nova solução possibilita escolher a rota na origem e identificar os pacotes a serem trafegados, sem necessidade de reconfigurações, o que possibilita que as aplicações tenham mais agilidade e controle no envio de informações.
Teste internacional
O primeiro teste do protocolo PolKA em rede real foi realizado no final de 2020, envolvendo encaminhadores na Holanda, na Polônia, na Hungria e na Alemanha, com resultados de validação funcional considerados excelentes, que foram publicados em um artigo científico apresentado em conferência especializada em 2021.
Os experimentos na rede RARE foram possíveis a partir de uma colaboração direta com pesquisadores das redes acadêmicas europeias envolvidas. Com a parceria da RNP, novos testes poderão ser realizados diretamente a partir do Brasil. A Ufes, por meio da RNP, está vinculada à rede latino-americana Clara, que se conecta à europeia Géant por meio do recém inaugurado cabo submarino de fibra óptica do Programa Bella, que promove a interconectividade entre os dois continentes. “A RNP vai propiciar ao nosso laboratório na Ufes, inicialmente, uma conexão direta com a Europa com capacidade de 1 gigabit por segundo (Gbps). Ela vai evoluir para 10 Gbps tão logo o programa Bella entre em funcionamento pleno”, afirma Ribeiro.
Oportunidades
A Ufes estar inserida neste contexto possibilita novas parcerias e benefícios para todos os envolvidos, de acordo com o pesquisador. “Pela participação ativa em nossa iniciativa, a RNP foi convidada a integrar o RARE, que, por sua vez, também expandiu sua conectividade para redes experimentais nos Estados Unidos. Assim, teremos acesso a uma rede global de experimentação avançada de Internet.”
Para a Universidade, há a oportunidade de outros grupos que atuam junto ao Nerds também testarem aplicações em escala global, como é o caso da pesquisa que unifica robótica com computação em nuvem. Além disso, têm surgido colaborações com empresas, por exemplo o financiamento, pela Intel, do doutorado-sanduíche de um pesquisador da Ufes no Trinity College Dublin (TCD), na Irlanda. Esse projeto investiga novas vulnerabilidades de segurança em aplicações críticas, como a robótica em nuvem. Os resultados iniciais foram publicados recentemente.
“Na prática, as pesquisas são desenvolvidas pelos alunos dos programas de pós-graduação, mas também pelos de iniciação científica, durante a graduação. E alguns desses alunos de pós-graduação são professores em instituições como o Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes), como nesse caso. Isso que tem um efeito cascata positivo de formação de alto nível de mão de obra dentro do Espírito Santo, o que também tem se visto com a fundação de startups, para viabilizar a criação de produtos e de postos de trabalho de alto valor agregado em solo capixaba”, agrega o professor. Ele lembra da existência de uma startup ligada ao Nerds que está incubada no Espaço Empreendedor da Ufes e desenvolve um projeto, cuja equipe está em processo de contratação, que conta com financiamento dos ministérios da Ciência, Tecnologia e Inovações e das Comunicações.
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