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DOCTORADO EN PROGRAMACIÓN DECLARATIVA E
INGENIERÍA DE LA PROGRAMACIÓN
Especificación y verificación de routers software
(12 Créditos)
J. Guadalupe Ramos Díaz
DSIC-PLIS-ELP-MIST
Tutor Dr. Germán Vidal
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Agenda
1. Currículum 1.1 Formación 1.2 Materias
impartidas en México 1.3 Participación en
proyectos 1.4 Ponencias en Congresos
Nacionales 2. Docencia 3. Investigación 3.1
Definición de router 3.2 Objetivo 3.3
Anotaciones 3.4 Especificación de circuitos 3.5
Lenguaje anfitrión 3.6 Solución 4. Conclusiones
5. Trabajos futuros 6. Plan de trabajo
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1. Currículum Formación

• Maestría en Ciencias Computacionales
• I. T. León (1998)
• Adiestramiento en Investigación Tecnológica
• Instituto de Investigaciones Eléctricas
  (Cuernavaca, México, 1995)
• Ingeniería en Sistemas Computacionales
• I. T. Morelia (1994)

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1. Currículum Materias impartidas

• Programación
• Programación de sistemas
• Programación para Internet
• Administración de archivos
• Redes de área local
• Sistemas abiertos
• Tópicos de redes
• Teleproceso
• Graficación

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1. Currículum Proyectos de ID

• Sistema de graficación para QNX
• Instituto de Investigaciones Eléctricas
• Asesor de proyectos de creatividad en etapas
  nacionales
• Servidor genérico P2P
• Sistema de monitoreo y control remoto por
  Internet
• Aplicaciones P2P

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1. Currículum Ponencias en Congresos Nacionales

• Intermediario para sistemas de información
  distribuida
• Congreso de Ing. en Sist. Computacionales e
  Informática (I.T.Tuxtla Gutiérrez, Chiapas)
  CISCI02
• Propuesta de middleware para aplicaciones P2P
• Simposium Intertecnológico de Ciencias
  Computacionales SICI01
• Servidor genérico para aplicaciones P2P
• 1er. Congreso Nacional de Calidad en la
  Educación Superior Tecnológica CNCEST00

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2. Etapa de Docencia
Materia Créditos
Ingeniería de requisitos O.O. 5
Bases de datos avanzadas 4
Tecnología software para ambientes web 5
Fundamentos lógicos de la Ingeniería de Software 4
Ingeniería de Software automática 4
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3. Investigación Definición
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3. Investigación Definición
Existen dos tipos Spalink et al., 2001

• Ejecución en un PC
• Enchufes Decasper et al. 1998, ETH Zurich U.
  Washington
• Scout Peterson et al. 1999, U. Arizona, U.
  Princeton
• Click Kohler et al. 1999, MIT

• Ejecución en un PC Procesador de Red
• VHDL FPGA Lee et al. 1999, I.P. Virginia
• Intel IXP1200 Ensamblador Spalink et al.
  2001, U. Princeton
• NPClick Intel IXP1200 Shah et al. 2003, U.
  Berkeley

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3. Investigación Objetivo

• Ventajas claras de los routers extensibles (tema
  actual) respecto a los routers hardware
• Actividad crucial en una red ? Click debería
  tener un entorno para especificación y
  verificación de routers software, etc. No lo
  tiene!

• Objetivo Desarrollar un lenguaje de dominio
  específico sobre un lenguaje declarativo
  (multi-paradigma) para la especificación y
  verificación de routers Click

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3. Investigación Anotaciones

• No existen antecedentes en la literatura del uso
  de un lenguaje declarativo para la especificación
  de routers software
• Existe un campo relacionado especificación y
  verificación de hardware
• Explotamos la relación circuitos lt-gt grafos Click

Un lenguaje declarativo empotrado es una librería
que se incorpora a un lenguaje ya existente
Librería Lenguaje de dominio específico
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3. Investigación Especificación de circuitos

• Especificación del lenguaje empotrado Lava
  Claessen, 2001
• Apoyado por Xilinx Inc.

halfAdd (a, b) (sum, carry) where sum
xor (a, b) carry and (a, b)
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3. Investigación Especificación de circuitos

• Especificación del lenguaje empotrado Hawk
  Matthews, et al., 2000
• Apoyado por Intel Inc.

sham1 (cmd, destReg, srcRegA, srcRegB)
(destReg, aluOutput) where (aluInputA,
aluInputB) regFile srcRegA srcRegB(destReg,aluO
utput) aluOutput alu cmd
aluInputA aluInputB aluOutput
delay 0 aluOutput destReg
delay R0 destReg
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3. Investigación Lenguaje anfitrión
Curry
Permitirá adaptar inmediatamente Lava y Hawk

• Curry es una extensión conservativa de Haskell
  (base de Lava / Hawk) con características de la
  programación lógica

Proporciona el entorno apropiado para practicar
verificación, simulación y análisis

• Curry lógica funcional concurrente
  distribuida OO multi-paradigma

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3. Investigación Solución
Caso Simple
type Packet Char
FromDevice(eth0)-gtPrint (Paq)-gtDiscard
fromDevice Int -gt Packet fromDevice _
newPacket
print (String, Packet) -gt Packet print (s, px)
let p spx
in p
Conector de orden superior (fromDevice -gt-
discard) 1
discard Packet-gtInt discard p 0
(-gt-) (a-gtb) -gt ( b-gtc) -gt a -gt c (element1
-gt- element2) inp let
mid element1
inp
in element2 mid
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3. Investigación Solución
Caso a modelar
Principal problema propio a un routerLa
conexión funciones? o conectores? o
condicionales?
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3. Investigación Solución
router pkin out where
(pk, pto)
classifier pkin pk2 if pto2 then
paint pk 2 else GOTO . . .

• Características
• Problema de salidas múltiples y condicionales
• Poco declarativo
• En Click no hay condicionales

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3. Investigación Solución
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4. Conclusiones

• Los routers extensibles son un tema de actualidad
  que madurará y en el que Click sobresale
• La especificación y verificación formal son de
  gran importancia para las empresas de hardware y
  ya hay esfuerzos basados en el uso de lenguajes
  declarativos. Curry podría tener un lugar
  ventajoso gracias a sus características
  multi-paradigma
• Se han comprobado las ventajas de escribir un
  lenguaje empotrado con respecto la creación de un
  lenguaje nuevo (con intérprete, compilador,
  herramientas de verificación . . . )

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5. Trabajos futuros

• Enlazar nuestro lenguaje con Click Traductor de
  especificaciones Curry a Click
• (colaboración con E. Kohler, MIT)
• Especificar los 242 elementos Click
• Definir e implementar técnicas de análisis,
  verificación, etc. (concretas al dominio del
  problema)
• Propiedades de un router
• No puede haber ciclos infinitos, verificar que a
  una entrada hay una salida, excepto con paquetes
  vencidos
• El paquete sólo puede ser modificado en ciertos
  campos
• Para todo paquete debe haber una ruta de
  encaminamiento, etc.

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6. Plan de trabajo

• Publicación PROLE03 (Terceras Jornadas sobre
  Lenguajes de Programación )
• TESIS Especificación (presente) Y verificación
  (futuro) de routers software
• Metodología de trabajo
• Contacto regular vía email
• Visita a la UPV
• Asistencia a congresos
• Proyecto de ID centrado en el tema

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• . . .