A P2P-Based Self-Healing Service for Network

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• A P2P-Based Self-Healing Service for Network
• Maintenance
• Serviço de auto-correção baseado em P2P para
  manutenção de redes
• Pedro Arthur Pinheiro Rosa Duarte, Jeferson
  Campos Nobre,
• Lisandro Zambenedetti Granville, Liane Margarida
  Rockenbach Tarouco
• Federal University of Rio Grande do Sul
• 12th IFIP/IEEE International Symposium on
  Integrated Network Management 2011
• Apresentado por Bruno Barcarollo Gauer

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Roteiro

• Objetivo
• Introdução
• Trabalhos Relacionados
• Proposta
• Implementação
• Estudo de caso / Avaliação
• Conclusões
• Críticas

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Objetivo
Propor um mecanismo de auto-correção que funcione
sobre um sistema de gerência de redes baseado em
P2P
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Introdução

• Recentemente as redes têm aumentado em tamanho,
  complexidade e heterogeneidade
• Introdução de tecnologias distribuídas na
  gerência de redes (P2PBNM) trouxe melhorias
  comparado ao sistema tradicional centralizado
• P2P Based Management Overlays
• Gerência colaborativa
• Conectividade mais robusta entre entidades
• Melhoria na distribuição das tarefas
• Boa escalabilidade

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Introdução

• Uso de propriedades self- do Autonomic Computing
• Autonomic Computing paradigma que define
  composição e características de sistemas
  autônomos
• Propriedades self- Self Awareness, Self
  Configuring, Self Optimizing, Self-Healing, Self
  Protecting
• Foco em Self-Healing (auto-correção)
• Habilidade de detectar e corrigir problemas, além
  de manter o sistema funcionando corretamente de
  maneira transparente

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Introdução

• Self Healing Automatizar tarefas de gerência
• Reduzir custos de manutenção de infraestrutura
• 50 do custo é relativo a prevenção de erros,
  diagnósticos e correção
• Facilitar a vida dos administradores
• Objetivos da proposta
• Abstrair monitoramento e correção dos sistemas
• Tratar a heterogeneidade das redes usando
  workplans (descrições de alto nível de como os
  sistemas devem ser gerenciados)
• Alta disponibilidade dos serviços
• Avaliar o serviço em um sistema distribuído de
  detecção de intrusões

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Trabalhos Relacionados

• Abordagens Auto-Correção (Self-Healing)
• PANACEA framework para desenvolvimento de
  sistemas com auto-correção
• Inserção de elementos de auto-correção ao sistema
  na fase de design e codificação
• Elementos posteriormente são utilizados para
  correções e testes em tempo de execução
• Desvantagem é embutido na aplicação

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Trabalhos Relacionados

• Abordagem Model Based Adaptation
• Apenas para aplicações com configurações em tempo
  real

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Trabalho relacionados de gerência P2P

• Madeira Management System
• Adaptive Management Components (AMC) containers
  que rodam em um elemento e fazem a sua gerência e
  se comunicam com outros AMCs
• ManP2P
• Management by Delegation Gerentes podem delegar
  tarefas uns aos outros
• Orientado a serviços (peers se organizam de
  acordo com tarefas que podem realizar)
• Suporte a propriedades self- através de módulos
  autônomos de peers

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Proposta

• Peers executam tarefas através de serviços de
  gerência
• Cada serviço tem um identificador único e vários
  componentes responsáveis pelas tarefas
• Componentes comunicam a rede seus serviços e
  fazem sincronia entre si
• Peers são agrupados de acordo com os serviços que
  oferecem
• Podem participar de mais de um grupo

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(No Transcript)
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Proposta

• Fornecer propriedade de auto-correção
  (self-healing) para sistemas P2PBNM
• Dividido em 2 serviços monitoramento e correção
• Monitoramento
• Verifica periodicamente estados dos componentes e
  identifica falhas
• Reporta ao serviço de correção
• Correção
• Aguarda por falhas a serem corrigidas

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Proposta

• Auto-correção é atrelada ao elemento a ser
  gerenciado em tempo de execução em 3 passos
• Monitoring service identifier identificador
  global de requisição de serviço em um grupo de
  monitoramento

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Serviço de Monitoramento

• Requisição de serviço é uma tupla
• (target, workplan, period)
• Target elemento a ser monitorado e informações
  específicas (protocolo da camada de transporte,
  portas, etc.)
• Workplan descrição em alto-nível de como o
  elemento deve ser monitorado e os parâmetros que
  identificam seu estado normal e anômalo
• Period frequência com que o serviço deve ser
  monitorado

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Serviço de Monitoramento

• Workplan distribuído entre log2 n peers
• Peers são então organizados em um anel lógico

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Serviço de Correção

• Requisição de serviço é uma tupla
• (target, workplan)
• Target especificação do elemento gerenciado a
  ser corrigido
• Workplan descrição em alto nível de como o
  elemento deve ter suas anomalias tratadas
• Workplan é replicado entre log2 n peers
• Caso peer sem workplan necessário seja
  requisitado este é responsável por encontrar e
  repassar para um peer que o tenha

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Interação dos Serviços
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Interação dos Serviços

• Após executar o workplan de correção envia
  notificação de sucesso ou falha
• Sucesso ? Continua monitoramento
• Falha ? Interrompe monitoramento
• Caso de substituição do elemento monitorado
• Grupo de monitoramento não aborta workplan
• Grupo de correção recebe notificação e retorna
  sucesso para monitoramento enviando informações
  sobre como monitorar novo elemento

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Implementação

• Construído sobre o sistema protótipo de gerência
  P2P ManP2P-ng
• Possui mecanismos de auto-organização e
  manutenção para topologias planas P2P (modelo
  descentralizado)
• Descoberta de recursos por inundação
• Fornece uma API que desenvolvedores de
  componentes de gerência devem utilizar para
  integra-los aos peers

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Implementação

• API base para mecanismo de auto-correção
• Permite instanciação, inicialização e operação
  dos componentes de gerência
• Componentes são descritos em XML
• Fornece noção de grupos (de serviços neste caso)

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Workplan de monitoramento

• No evento da recepção da mensagem é checado se há
  alguma falha, caso positivo o serviço de correção
  é informado

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Workplan de Correção

• Após receber mensagem de detecção de problema
  executa correção, no exemplo o script
  healingActivities

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Estudo de Caso

• Auto-correção para auxílio de um HIDS (Host-based
  Instrusion Detection System)
• HIDS Monitora e analiza hosts para verificar se
  estão sendo atacados ou comprometidos
• Composto por sensores (agentes) que coletam dados
  sobre hosts onde estão rodando e enviam para
  gerente
• Cenários de falha
• Sensor falha ? sistema deve continuar funcionando
  normalmente, administrador pode ser notificado
• Gerente falha ? notifica administrador e para
  sensores

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Estudo de Caso

• Problemas
• Parada de parte ou todo serviço
• Brechas de segurança
• Necessidade de intervenção manual (inviável para
  sistemas grandes)
• Falhas frequentes ou comuns podem ser corrigidas
  automaticamente

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Avaliação

• Testado em 2 experimentos em uma overlay com 32
  peers e nº variável de sensores
• Avaliado
• Tráfego total da gerência da auto-correção
• Tempo médio de duração
• Primeiro cenário workplan de correção executado
  completamente pelo peer que recebeu notificação
  do grupo de monitoramento
• Segundo cenário workplan executado de modo
  cooperativo por vários peers

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1º Experimento Tráfego
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2º Experimento Tempo Médio
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Conclusão

• Os resultados mostram a relação de troca entre
  Trafego x Tempo
• Plano de correção independente demanda menos
  recursos
• Plano de correção cooperativo melhor em situações
  onde o tempo é crítico

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Críticas

• Necessário avaliar proposta em cenários mais
  complexos e heterogêneos
• Questões de segurança não foram tratadas
• Faltaram mais detalhes sobre possíveis erros no
  sistema de monitoramento/correção