Development of a platform for the management and configuration of self-organized networks

Managing today's computer networks is a complex activity that requires great human effort to achieve the levels of availability and performance defined by applications. This scenario is aggravated by the introduction of new control components used in approaches such as SDN and NFV, which despite resolving important aspects for the flexibility and security of the network, introduce new points of failure. This complexity from the perspective of ISP represents more spending on OPEX, and from the perspective of users it represents more risk of breaking the SLA, which in certain cases can cause life risks and financial losses. Management automation through autonomous computing concepts has already been successfully applied to telecommunications networks through the SON specification by 3GPP, and represents a practical alternative for computer networks. We believe that it is possible to achieve high levels of automation of network management through the use of components responsible for the collection, analysis, learning, decision making and intervention in the network. In this context, the present work aims at specifying a self-organized network management platform for the automation of configuration operations in software-defined networks. This specification is presented in this thesis with different levels of vision starting from the definition of conceptual models responsible for the abstraction of self-organized networks and communication services; then by specifying an architecture for self-organizing networks, i.e. SONAr; by implementing a self-management framework; and finally, by the materialization of a self-configuration platform. This work applies the framework implementation to tests in emulated scenarios involving network initialization operations, device plug-and-play and service provisioning. The results obtained are promising in demonstrating both qualitative and quantitative compared to traditional approaches.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorTese (Doutorado)O gerenciamento das redes de computadores atuais é uma atividade complexa que requer grande esforço humano para atingir os níveis de disponibilidade e desempenho definidos pelas aplicações. Este cenário agrava-se com a introdução de novos componentes de controle por abordagens como SDN e NFV, que embora resolvam aspectos importantes para a flexibilização e segurança da rede introduzem novos pontos de falha. Essa complexidade na perspectiva dos ISP representa um maior gasto em OPEX, enquanto na dos usuários representa uma maior possibilidade de quebra de SLA, o que em certos casos pode ocasionar riscos de vida e perda financeira. A automação do gerenciamento através dos conceitos de computação autônoma já foi aplicada com sucesso nas redes de telecomunicações através da especificação SON do 3GPP, e representa uma alternativa prática para as redes de computadores. Acredita-se que seja possível alcançar níveis elevados de automação do gerenciamento de rede a partir da utilização de componentes responsáveis pela coleta, análise, aprendizado, tomada de decisão e intervenção na rede. Nesse contexto o presente trabalho se dedica a especificar uma plataforma de gerenciamento de redes auto-organizadas para a automação de operações de configuração em redes definidas por software. Esta especificação é apresentada nesta tese com diferentes níveis de visão iniciando pela definição de modelos conceituais responsáveis pela abstração de redes auto-organizadas e serviços de comunicação; depois pela especificação de uma arquitetura para redes auto-organizadas, i.e. SONAr; pela implementação de um framework de auto-gerenciamento; e por fim, pela materialização de uma plataforma de auto-configuração. Este trabalho submete esta implementação a testes em cenários emulados que envolvem as operações de inicialização de redes, plug-and-play de dispositivos e aprovisionamento de serviços. Os resultados obtidos são promissores ao demonstrarem ganhos tanto qualitativos quanto quantitativos em relação às abordagens tradicionais