A policy-based architecture for QoS provisioning using autonomic computing principles

Sistemas corporativos modernos cada vez mais dependentes da rede e a integração de serviços entorno do modelo TCP/IP elevam a exigência de Qualidade de Serviço da infraestrutura de TI. Neste cenário, o dinamismo das redes atuais em conjunto com os novos requisitos de QoS exigem que a infra-estrutura de TI seja mais autônoma e confiável. Para tratar esta questão, o modelo de Gerenciamento de Redes Baseado em Políticas, proposto pelo IETF, vem se consolidando como uma abordagem para controlar o comportamento da rede através do controle das configurações dos seus dispositivos. Porém, o foco deste modelo é o gerenciamento de políticas internas a um domínio administrativo. Esta característica faz com que o modelo possua algumas limitações, tais como a incapacidade de estabelecer qualquer tipo de coordenação entre diferentes PDPs e a impossibilidade de reagir a eventos externos. Visando agregar autonomia ao modelo de gerenciamento baseado em políticas, este trabalho propõe uma arquitetura em camadas que empregue os conceitos de Autonomic Computing relacionados a: i) adaptação dinâmica dos recursos gerenciados em resposta às mudanças no ambiente, ii) integração com sistemas de gerenciamento de outros domínios através do recebimento de notificações destes, iii) capacidade de planejar ações de gerenciamento e iv) promoção de ações de gerenciamento que envolvam mais de um domínio administrativo, estabelecendo uma espécie de coordenação entre PDPs. Para a implementação destes conceitos, a arquitetura prevê o uso de uma camada peerto- peer (P2P) sobre a plataforma de políticas. Desta forma, a partir de uma notificação recebida, a camada P2P planeja ações visando adaptar o comportamento da rede aos eventos ocorridos na infra-estrutura de TI. As ações planejadas traduzem-se em inclusões ou remoções de políticas da plataforma de políticas responsável por gerenciar a configuração dos dispositivos de rede. Para notificações que envolvam recursos de mais de um domínio administrativo, os peers de gerenciamento agem de forma coordenada para implantar as devidas ações em cada domínio. A arquitetura proposta foi projetada com foco em prover QoS em uma rede com suporte à DiffServ, embora acredite-se que a sua estrutura seja genérica o bastante para ser aplicada a outros contextos. Como estudo de caso, foi analisado o emprego da arquitetura em resposta a eventos gerados por uma grade computacional. Foi elaborado ainda um protótipo da arquitetura utilizando o Globus Toolkit 4 como fonte de eventos.Modern corporative systems becoming more dependent of the network and the integration of services around the TCP/IP model increase the requirement of Quality of Service (QoS) of the IT infrastructure. In this scene, the dynamism of current networks together with the new requirements of QoS demands a more autonomous and reliable IT infrastructure. To address this issue, the model of Police Based Network Management, proposed by IETF, has been consolidated as an approach to control the behavior of the network through the control of the configurations of its devices. However, the focus of this model is the management of the policies internal to an administrative domain. This feature brings some limitations to the model, such as the incapacity to establish any kind of coordination between different PDPs and the impossibility to react to external events. Aiming at to add autonomy to the model of Policy Based Network Management, this work proposes a layered architecture based on the concepts of Autonomic Computing related to: i) the dynamic adaptation of the managed resources in response to changes in the environment, ii) integration with management systems of other domains through the reception of notifications of these systems, iii) ability of planning the management actions and iv) execution of multi-domain management actions, establishing a kind of coordination between PDPs. To implement these concepts, the architecture was designed with a peer-to-peer layer above the policy platform. Thus, from a received notification, the P2P layer plans actions aiming to adapt the network behavior in response to the events occurred in the IT infrastructure. The planned actions are, actually, inclusions or removals of policies in the policy platform responsible for the management of the network devices configuration. For notifications related with resources of more than one administrative domain, the management peers act in a coordinated way in order to establish the suitable actions in each domain. The proposed architecture was designed with focus in providing QoS in a network with support to DiffServ, although we believe that its structure is generic enough to be applied to other contexts. As case study, it was analyzed the use of the architecture in response to events generated by a computational grid. Additionally, a prototype of the architecture was build making use of Globus Toolkit 4 as an event source