Redes de computadores e sistemas distribuídos estão se tornando cada vez mais importantes dentro das organizações comerciais, governamentais e institucionais. Para essas organizações, os recursos disponibilizados pela rede e suas aplicações suportadas são indispensáveis, embora problemas que desabilitam a rede (ou parte dela) ou degradem o desempenho ocorram seguidamente [1]. A detecção dos problemas e a administração de todos os recursos são tarefas complexas, que demandam grandes esforços dos gerentes e administradores de rede. Desta forma, ferramentas computacionais que auxiliem na gerência e administração das redes se tornam fundamentais.

A RFC 1157, de 1990, que propunha o protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol). O protocolo deveria ser simples e suportar operações simples. Na realidade a RFC 1157 propunha um conjunto de padrões, como o próprio protocolo, um formato de especificação de dados e um conjunto de objetos gerenciáveis descrito neste formato. O formato é denominado SMI (Structure of Management Information) e os objetos estão agrupados na MIB (Management Information Base). Como exemplos de objetos podemos citar número de pacotes sem erro que foram recebidos por uma porta de roteador, velocidade de transmissão de um modem conectado, etc. O protocolo tem operações de leitura e armazenamento de valores na MIB, se baseando em serviços cliente-servidor.

A máquina gerente, localizada em uma máquina que ofereça um certo poder de processamento, memória e interface, tem o aplicativo pelo qual o operador humano usará o protocolo. O software gerente envia comandos de leitura ou armazenamento ao agente, que tem como única operação dar a devida resposta ao requisitante. Essas operações são traduzidas e transmitidas através de PDUs (Protocol Data Unit), que podem ser:

·  get / get-next - é a requisição pela qual o gerente pede o valor de uma ou mais variáveis da MIB

·  set - é a requisição usada pelo gerente para armazenar um valor em uma ou mais variáveis

·  get-response - é a resposta do agente, retornando a operação requisitada.

·  trap - comunicação "espontânea" do agente, informa algum evento extraordinário (ex. reset).

A partir destas operações foi possível que, a partir de um único ponto na rede, se pudesse obter informações sobre qualquer nodo que tivesse um agente sendo executado. Logo programas foram desenvolvidos, fazendo uso das funcionalidades do protocolo, que oferecia uma base com objetos comuns, conhecida como MIB-II. Com o tempo as interfaces destes programas foram se tornando gráficas, e o uso de ícones que representavam os diversos equipamentos (ícones para estações, para hubs, roteadores) auxiliava na identificação rápida dos equipamentos.

Como evolução natural temos o uso de realidade virtual como interface de novos programas. Com aplicações nas mais diversas áreas do conhecimento, como educação à distância, simulação e robótica [2], a realidade virtual permite a manipulação de objetos complexos através de imersão, navegação e interação em ambientes sintéticos tridimensionais gerados por computador.

Sistemas de realidade virtual, que podem ser imersivos (ou seja, causam a sensação de se estar realmente dentro do espaço virtual, através do uso de equipamentos como capacetes e luvas) ou não-imersivos (não causam a sensação de se estar dentro do mundo) geralmente mostram ambiente tridimensionais em monitores de vídeo[3].

Um exemplo de realidade virtual não-imersiva é a VRML (Virtual Reality Modeling Language) que é textual, compreensível pelo ser humano e por computadores[4]. Para criar um mundo virtual baseado em VRML basta ter um editor de textos e salvar o arquivo no formato texto com a extensão .wrl. O arquivo não precisa ser compilado. O objetivo da linguagem VRML é descrever uma cena: um conjunto de objetos localizados em um ambiente tridimensional com suas características de textura, luz, sombreamento e etc. A cena é unificada em um grafo de cena, uma descrição hierárquica da cena e de como os objetos se relacionam entre si.

Estes cenários podem apoiar e facilitar a gerência de rede conforme já antecipado em [TI. 683]. Na pesquisa em desenvolvimento busca-se procedimentos de teleimersão necessários para criar um cenário virtual representando uma rede real, o que permitirá colocar o gerente em um ambiente virtual que representa a sua rede real (telepresença) com algumas possibilidades de inspeção aos equipamentos gerenciados usando o protocolo de gerenciamento mensionado acima.

A pesquisa mostrou que a aplicação de técnicas de visualização 3D para solução de problemas de administração de rede deriva da necessidade de representar informações de administração de modo o mais próximo possível da realidade. Isto é percebido quando: a) não é possível representar de forma realista uma informação que é originalmente em formato 3D já que a mesma tem que ser projetada para ser representada em 2D; b) falta de expressividade para construir uma visão combinada de um conjunto grande de informações esparsas; c) inabilidade para exibir informações de topologia de rede como ela está formada na realidade.

Além de tudo isso, a visualização 3D oferece várias vantagens interessantes, permitindo representar a informação de modo bem parecido com a realidade, mudando a perspectiva, movendo ponto de vista e adicionando ou eliminando detalhes para se colocar mais perto da informação. Apesar destes benefícios, não é simples usar aplicações 3D para gerência de rede. As aplicações 3D são significativamente mais caras que as 2D e normalmente não são independentes de plataforma, necessitam um conjunto de bibliotecas gráficas 3D que dependem de plataformas específicas e/ou hardwares especiais. Estes problemas são solucionados com a adoção de uma linguagem de modelagem 3D padrão que permita o usuário representar e atuar sobre mundos diferentes facilmente. A VRML atende os requisitos acima e se integra perfeitamente com a rede porque:

a maioria dos navegadores atuais já incluem um visualizador de VRML;

pode-se recuperar arquivos de VRML usando o protocolo HTTP;

é possível passar de um documento em HTML para VRML e vice-versa;

o VRML pode ser visualizado eficazmente em PCs padrão, sem a necessidade de hardwares especiais.

Na pesquisa desenvolvida, foram detectadas três situações em que VRML pode ser utilizado de forma eficiente para representar informações pertinentes a gerência de rede[4].

Topologia de Rede - A topologia de rede pode ser lógica ou física e se trata da visualização dos elementos de rede. A topologia lógica é usada para visualizar a interconexão dos equipamentos independente da localização física ou distância topográfica. A topologia física, ao contrário, os elementos são colocados onde eles estão realmente localizados mantendo as informações de distâncias, tamanho, etc. dos mesmo. A meta da topologia lógica é exibir a informação do modo mais legível possível, não representando informações não significantes ao contexto, as quais podem confundir o operador. As figuras abaixo mostram a representação de uma topologia lógica ATM em 2D e 3D, evidenciando as vantagens da visualização 3D.

Informações Hierárquicas - A administração de rede freqüentemente utiliza informações em forma hierárquica. Isto significa que uma instância de objeto pode conter uma ou mais subinstâncias em uma estrutura em árvore. Como exemplo podemos citar os protocolos de gerenciamento SNMP que se utiliza de uma estrutura em árvore para organizar os grupos da MIB. O protocolo TCP/IP também identifica os hosts por endereços do tipo X.Y.W.Z onde X,Y,W,Z são inteiros e os endereços dos hosts são agrupados em subredes de acordo com a máscara da subrede. A representação destas estruturas em 2D pode não representar eficientemente a estrutura quando esta, por exemplo, possuir conexões entre níveis diferentes ou quando possui muitos nodos, gerando árvores muito largas ou altas.

Visão de Informações Compostas - Raramente conseguimos representar informações compostas, que podem interessar a usuários diferentes por aspectos diferentes, com uma única visão, uma única maneira de representar. A representação deve estar tão clara quanto necessária e tão rica quanto possível para descrever o máximo de informação, sem prejudicar a ergonomia, em uma única tela ou figura. Com VRML podemos combinar algumas representações de forma a remover ou esconder qualquer informação que é irrelevante para a representação.

O sistema de gerenciamento proposto descreve um editor de cenários, composto pelo navegador Web com um plug-in de visualização de arquivos VRML, uma applet Java e um banco de dados de objetos. O usuário carrega uma página HTML que contém um arquivo VRML apenas com o cabeçalho e uma applet. A applet permite o usuário montar o ambiente virtual incluindo objetos, previamente construídos, como prédios, salas, computadores, roteadores, switches, links, etc, na sua forma real ou como metáforas, de acordo com a sua rede a ser gerenciada. O mundo virtual é atualizado a cada manipulação (inclusão, deleção, mudança de tamanho ou posição do objetos) pelo usuário. A figura abaixo descreve o funcionamento básico do editor de cenários.

Figura 3 - Proposta do Editor de Cenários

O sistema de gerência é composto pelo cenário previamente construído usando o editor de cenários, navegador Web com VRML, duas aplicações Java (Gerente SNMP e Receive Traps) e uma applet que interage como mundo virtual (Gerente VRML). A applet Gerente VRML se comunica com o visualizador de VRML por meio classes Java EAI (External Authoring Interface) e com as aplicações via socktes. O usuário pode passear pela rede usando o navegador. Para fazer uma consulta a um objeto gerenciado ele seleciona o objeto no mundo virtual e a applet Gerente VRML envia uma requisição via socket para a aplicação Gerente SNMP a qual, por sua vez, faz a consulta ao objeto gerenciado via SNMP. Com a resposta a applet atualiza o mundo virtual se necessário. A aplicação Receive Traps recebe os traps (eventos extraordinários) e informa a applet, que atualiza o mundo virtual. Esta comunicação via sockets é necessária devido às restrições de segurança das applets. A figura abaixo mostra a proposta de gerenciamento usando Realidade Virtual com VRML.

Figura 4 - Sistema de Gerenciamento 3D usando VRML

Este artigo descreve o estágio atual da pesquisa que busca mostrar como construir um sistema de gerência de rede moderno, independente de plataforma e de fácil utilização, explorando a visualização 3D. Este sistema proposto é construído com um navegador Web integrado a aplicações Java e VRML podendo combinar informações 2D e 3D com HTM e VRML, padrões hoje na rede.

Agradeço à UNIJUI pela bolsa PICDT-CAPES e auxílio-estudo. Agradeço à minha orientadora Liane Taroucco pelos conselhos, objetivos e ajuda no desenvolvimento do trabalho. Agradeço à URI pelo apoio pessoal e auxílio-estudo. Agradeço a meu colega de mestrado e tema de dissertação Luiz G. A. Pereira.

[1] William S. SNMP, SNMPv2 and RMON:Practical Network Management. Addison Wesley, 2^aEd.1996.

[3] Luciano S., Anatolio L., Uma Análise Introdutória da Realidade Virtual, POA:CPGCC UFRGS 1994.

[4] Andrea L. A, Nadeau and John L.M.The VRML 2.0 Sourcebook, John Wiley & Sons, Inc., 1997, 654p.