Gerenciamento de Redes Utilizando Agentes Móveis

José Maria Monteiro

Departamento de Computação

Universidade Federal do Ceará

zemaria@lia.ufc.br

Roteiro

• Objetivos;

• Introdução à Gerência de Redes;– Modelo Centralizado de Gerência;– Paradigma Gerente X Agente;– Sistemas Abertos;

• Agentes Móveis

• Agentes no Gerenciamento de Redes

Objetivos

• Apresentar, discutir e analisar a utilização de agentes móveis no gerenciamento de redes de computadores.

Introdução à Gerência de Redes

• As redes de computadores possibilitam o compartilhamento de informações e de recursos independentemente de onde estes estejam localizados;

Introdução à Gerência de Redes

• Ultimamente, as redes de computadores têm experimentado um crescimento extraordinário (LANs, WANs, ...);

• Crescimento exponencial da Internet (a rede mundial de computadores);

• Conceito– Coordenação (controle de atividades e

monitoração do uso) de recursos materiais (modems, roteadores, etc) e/ou lógicos (e.g. protocolos), fisicamente distribuídos na rede.

• Qualidade de Serviço (QoS)

Introdução à Gerência de Redes

• Dependência funcional da empresa com o sistema de comunicação utilizado;

• O mau funcionamento da rede pode prejudicar o desempenho da empresa como um todo;

• Importância do uso eficiente de mecanismos de gerência;

Introdução à Gerência de Redes

• Complexidade da Gerência– Convivência de sistemas heterogêneos; – Existência de sistemas e equipamentos de

rede fornecidos por diferentes fabricantes (IBM, DEC, etc);

– Diferentes soluções de gerência ;– Difícil interoperabilidade / gerência global

em ambientes heterogêneos;

Introdução à Gerência de Redes

Modelo Centralizado de Gerência

Sistema Integradode Gerenciamento

Sistema deGerenciamento

A

Sistema deGerenciamento

C

Sistema deGerenciamento

B

Elementode Rede

Elementode Rede

Elementode Rede

Elementode Rede

Elementode Rede

Elementode Rede

Gerente

Aplicações

Sistema AbertoGerente

Agente

Objetos Gerenciados

Sistema AbertoGerenciado

operações

notificações

Paradigma Gerente X Agente

Sistemas Abertos

• Uma possível solução para a questão da heterogeneidade é a adoção de sistemas normalizados;

• SNMP (Single Network Management Protocol) da Tecnologia Internet;

• CMIP (Commom Management Information Protocol) da arquitetura OSI;

Agentes

• A tecnologia de Agentes deve ser vista como a aplicação integrada de várias tecnologias. Três conceitos merecem destaque ao tratar-se de Agentes:– Inteligência Artificial;– Orientação a Objetos;– Redes e Sistemas Distribuídos;

Agentes

• Definição– Muitos trabalhos discutem a definição e a

taxonomia dos agentes, existindo muita polêmica em torno de uma definição única.

– Um elemento independente de software responsável por uma tarefa. Ele age no lugar de um usuário ou de um processo, permitindo a automação de tarefas;

Características dos Agentes

• Autonomia;

• Comunicação;

• Cooperação;

• Deliberação;

• Mobilidade;

• Aprendizado;

• Pró-atividade;

• Reatividade;

• Segurança;

• Planejamento;

• Delegação;

Agentes Móveis

• Definição– São agentes criados para executar tarefas em

diferentes computadores da rede;– Os agentes móveis podem transportar-se entre

diferentes nós de uma rede para execução remota;

– O agente escolhe quando e para onde migrar.

• A tecnologia de agentes móveis é originalmente emergente dos avanços alcançados pelas pesquisas em sistemas distribuídos:– RPC;– Migração de Processos;– Avaliação Remota;– Objetos Móveis;– Agentes Móveis;

Agentes Móveis

Cliente/Servidor X Agentes Móveis

Cliente Servidor

Interação via Rede

Cliente Servidor

Interação via Rede

Agente

Interação Local

Vantagens da Tecnologia de Agentes• Eficiência;

• Redução do Tráfego da Rede;

• Interação Autônoma e Assíncrona;

• Adaptação Dinâmica;

• Tratamento com vasto volume de dados;

• Robustez e Tolerância a Falhas;

• Suporte a Ambientes Heterogêneos;

Agentes na Gerência de Redes

• Problemas do Modelo Centralizado:– Os dados estão distribuídos em agentes com

capacidades computacionais limitadas;– O processamento dos dados para extração de

informações de gerência é centralizado nos gerentes. Os gerentes têm grande carga de processamento;

– Comprometimento da escalabilidade;– Falhas no gerente/rede sem gerenciamento;

• Solução:– Distribuição de inteligência (processos e tarefas)

entre os componentes da rede;

– As funções e operações de gerência devem ser realizadas dinamicamente, próximas de onde os Objetos Gerenciados estão;

– Entre as diversas propostas apresentadas, o paradigma de Agentes parece ser a solução mais promissora

Agentes na Gerência de Redes

Agentes na Gerência de Redes

AN AM

1: “Criação”

AE3: “Monitoramento”

Atividade sobre o Elemento de Rede

2: “Migração”

4: “Relatórios” e “Notificações”

Agente Estático.

Agente Móvel.

Comunicação Local

Comunicação Remota

Migração do Agente

Atividade de Gerenciamento

• Solução:– Reduz o tráfego da rede;– Melhor balanceamento da carga;– Possibilita uma maior flexibilidade;– Agentes podem ser utilizados na gerência pró-ativa;– Agentes Móveis podem encapsular scripts de

gerência para que estes executem sob demanda onde for necessário;

Agentes na Gerência de Redes

• Exemplo:– Um agente pode ser enviado para coletar

dados entre os elementos de uma rede e voltar com os dados filtrados e coletados.

– Se o tamanho do agente permanecer pequeno, haverá economia no uso da banda.

– Se o agente puder tomar decisões durante suas operações, mais banda será economizada.

Agentes na Gerência de Redes

• Objetivo: descobrir quando a utilização dos agentes aumentam a eficiência do gerenciamento.

• Esta análise é realizada através da comparação do desempenho dos agentes e do SNMP em diversas tarefas de gerenciamento;

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

• Efeito da Latência do Enlace:– Avaliado através da obtenção da variável

ifInErrors da interface de cada estação da rede local;

• Efeito da Latência do Enlace:– O SNMP envia n pedidos (um para cada

interface);– O agente móvel é enviado para uma estação

da rede local, obtém a variável e percorre todas as outras estações buscando os valores da variável. Ao terminar, o agente móvel retorna á EG.

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

• Efeito da Latência do Enlace:– O tempo de resposta para o SNMP cresce

linearmente com o número de elementos gerenciados n;

– O tempo de resposta também aumenta com a latência l do enlace que conecta a EG a um nó da rede local, pois cada pacote SNMP passa uma vez por este enlace;

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

• Efeito da Latência do Enlace:– Para o agente móvel, a latência l não tem grande

influência pois o agente móvel passa somente duas vezes pelo enlace para realizar a tarefa;

– O tempo de resposta em função do aumento de n é grande, pois neste caso o agente tem um tamanho considerável, o que torna sua migração mais difícil;

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

• Efeito da Tarefa a ser Realizada:– Para o SNMP, a tarefa não tem grande

influência pois o número de octetos trocados entre a EG e o elemento gerenciado é pequeno;

– Porém o aumento do número de octetos trocados (tarefa A para tarefa B) faz com que o agente móvel migre com maior dificuldade, aumentando o tempo de resposta.

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

• Efeito do retorno à EG:– O tempo de resposta diminui muito quando o

número de elementos gerenciados é pequeno pois o agente percorre poucos nós e retorna à EG;

– Com o aumento do número de nós percorridos, o tempo de resposta diminui até um ponto onde o tempo começa a crescer devido à dificuldade de migração;

Análise da Eficiência dos Agentes Móveis no Gerenciamento de Redes

Conclusões• Para o tempo de resposta, os agentes móveis possuem

um melhor desempenho que o SNMP quando o número de elementos gerenciados não ultrapassa um certo valor, pois a migração dos agentes é dificultada quando o tamanho destes é grande;

• Se o agente voltar para a EG após coletar um número fixo de variáveis, o desempenho melhora;

• Os agentes são menos sensíveis às latências, porém sofrem maior influência das tarefas;

• O paradigma de agentes móveis aumenta o desempenho do gerenciamento quando a maior parte do movimento dos agentes ocorre dentro de redes locais, em outras palavras, quando somente uma pequena porcentagem da migração envolve enlaces de redes de longa distância.

Conclusões