Pesquisadores da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) poderão realizar experimentos na área de redes de computadores, envolvendo as tecnologias de redes definidas por software (SDN) e redes de nova geração de telefonia móvel (5G, 6G e além), em um ambiente internacional de pesquisas. Os experimentos poderão ser realizados no ambiente de experimentação (testbed) RARE, mantido pela rede acadêmica pan-europeia, a Géant, que utiliza a linguagem de programação de redes chamada P4.

Por meio da parceria entre a Géant e a Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), equipamentos de última geração (1 Switch P4 e 1 Servidor Data Transfer Node de 10 Gbps) localizados no Brasil foram integrados com recursos computacionais do ambiente de experimentação RARE, na Europa. Essa integração tornou-se possível pela nova conexão direta e de altíssima velocidade por cabo submarino entre a Europa e a América Latina do projeto BELLA.

Cooperação Brasil-Irlanda

O primeiro grupo de pesquisas do Brasil a realizar experimentos no testbed RARE foi o Núcleo de Estudos em Redes Definidas por Software (NERDS) da Ufes, sob a coordenação dos professores Moisés R. N. Ribeiro e Magnos Martinello. Em um primeiro momento, foi feita a interconexão entre a Ufes e a Trinity College Dublin (TCD/Irlanda), para permitir que os pesquisadores da Ufes executassem experimentos internacionais integrando tecnologias como NFV e SDN/P4.

A interconexão foi viabilizada pela parceria entre a RNP e Géant, e auxílio das redes acadêmicas da Irlanda, a HEAnet, e da França (Renater). “Essa interconexão permitirá a pesquisadores brasileiros terem acesso a equipamentos de ponta e um ambiente de experimentação em escala internacional para pesquisas em redes de nova geração”, comemorou o gerente de P&D em Ciberinfraestrutura da RNP, Marcos Schwarz.

A colaboração entre a  Ufese a Trinity College Dublin (TCD) teve início em 2016, com o projeto EU-BR FUTEBOL (2016-2019), que forneceu acesso para pesquisadores a instalações experimentais sem fio e ópticas avançadas na Europa e no Brasil. Na ocasião, a TCD hospedou estagiários da Ufes em Dublin, que puderam realiza pesquisas em planos de dados de baixa latência e integração óptica sem fio.

Sobre o projeto RARE

O testbed RARE é uma rede de switches P4 sob gerência do centro de pesquisa pan-europeu Géant. O objetivo do RARE é permitir aos pesquisadores desenvolver e testar novos protocolos explorando características como a desagregação de funcionalidades dos planos de dados e de controle. Uma dessas inovações de protocolo é a solução de roteamento de origem que elimina a necessidade de uso de tabelas nos switches. 

Sobre o POLKA

O POLKA (Polynomial Key-based Architecture for Source Routing in Network Fabrics) é o resultado da evolução de pesquisas do grupo de pesquisadores da Ufes no tema de redes definidas por software (Software-Defined Networking) iniciadas em 2012. Recentemente, o POLKA foi testado em escala continental pela rede acadêmica da França Renater, na rede RARE em produção.

Segundo os pesquisadores da Ufes, a vantagem do POLKA é fornecer, simultaneamente, encaminhamento de pacotes em baixa latência e troca rápida de rota. Portanto, o POLKA pode se tornar uma ferramenta essencial em cenários específicos onde a engenharia de tráfego necessita responder rapidamente às mudanças na matriz de tráfego ou no estado dos enlaces com mínima disrupção do serviço aos clientes que exigem baixa latência. Requisitos estes que estão presentes nas novas aplicações servidas pelas redes 5G e também, por exemplo, na robótica em nuvem e internet tátil.

A participação da TCD no RARE é fornecer infraestrutura de nó adicional para a rede, para apoiar o desenvolvimento das arquiteturas de plano de controle e dados e para desenvolver casos de uso inovadores. Nesse sentido, a Trinity College Dublin instalou e hospeda em Dublin um switch P4 que se integra com o RARE, bem como um nó DTN (simulação de tráfego), que serão utilizados pela Ufes, RNP e demais pesquisadores do RARE de forma integrada.

Na visão do prof. Moisés Ribeiro da Ufes, um ganho adicional obtido pelo uso efetivo do testbed RARE foi que parcerias estratégicas se ampliaram de tal forma dentro da Géant que possibilitaram hoje a incorporação plena do POLKA ao catálogo regular de protocolos disponíveis a usuários do RARE. “Isto significa levar a outras plataformas de hardware, como o DPDK e o BMv2, as funcionalidades do POLKA”, comentou o pesquisador.

Recentemente, o Google selecionou a líder da pesquisa, a Profa. Cristina Dominicini, para receber uma das quatro "2021 Research Scholar Grants" na área de "networking" para avançar os resultados iniciais do POLKA. Além de recursos financeiros, a equipe, que envolve outros docentes do Instituto Federal do Espirito Santo (Ifes), tem recebido tutoria técnica do Google para posicionar o POLKA em outros cenários desafiadores de redes que poderão ser testados com o acesso ao testbed RARE, disponibilizado pela RNP à Ufes.

Segundo o responsável pelo projeto na Trinity College Dublin, Frank Slyne, pesquisadores das duas instituições puderam ter acesso a grandes redes globais de pesquisa, como Autogole (GNA-G) e plataformas de controle de fornecimento de largura de banda, como SENSE. “Esperamos testar o tráfego de 10 Gb/s entre a Irlanda e o Brasil em 2022 e provisionar circuitos dinamicamente usando o protocolo OpenNSA. Isso permitirá um alto grau de flexibilidade em como os pesquisadores de áreas como medicina, física e geofísica de ambos os países poderão solicitar grandes larguras de banda sem o custo e a demora de longos contratos”, explica Slyne.

Para saber mais sobre o testbed RARE, acesse o vídeo sobre o projeto no último TNC 21.

Já o POLKA foi testado no RARE durante a 25ª edição da Conferência Internacional de Desenho e Modelagem de Redes em fibra óptica (ONDM' 21). Acesse o artigo e o vídeo da apresentação.