Suporte à Teleação em Gerência de Rede via Realidade Virtual

Luiz Gustavo Anflor Pereira
Liane M. R. Tarouco (orientador)
guga@inf.ufrgs.br


Resumo

Este artigo apresenta o andamento da dissertação de mestrado "Suporte à Teleação em Gerência de Rede via Realidade Virtual", que propõe o uso de realidade virtual como forma de se teleoperar um ambiente de gerência de rede. Inicialmente são apresentados aspectos teóricos e pesquisados até o momento em gerência de rede, realidade virtual, técnicas de interação e controle de rede. Na seqüência é apresentado o estado atual do trabalho.

1. INTRODUÇÃO

À medida que os computadores eram interligados e surgiam as primeiras redes locais, os fabricantes forneciam softwares proprietários que auxiliavam os operadores a detectar problemas e administrar a rede. Com a interconexão das primeiras redes e o surgimento das redes mundiais, algumas ferramentas foram se tornando públicas e padrões, como ping e traceroute [1]. No estado da internet atual, tem-se como senso comum que um sistema de gerência de rede deve ser independente de plataforma e ser capaz de lidar com grandes volumes de dados complexos de maneira mais amigável possível.

Desta forma, pesquisas são desenvolvidas visando a multidisciplinaridade em sistemas de gerência de rede, ou seja, a aplicação de outras áreas da computação em gerenciamento de rede, como inteligência artificial, banco de dados e computação gráfica. Desta última podemos destacar a realidade virtual, assunto deste trabalho.

Aplicada nas mais diversas áreas do conhecimento [2], como medicina, engenharia, e educação, a realidade virtual se aplica em situações onde ao menos uma das características abaixo é encontrada:

Com realidade virtual o operador pode agir de forma mais intuitiva, se aproximando de objetos, tocando-os e "manipulando-os". Estes objetos podem ser recursos gerenciáveis da rede, que podem ser observados e controlados [3]. A ênfase deste trabalho é no controle remoto, na teleação de gerência de rede através da interface de realidade virtual.

2. GERÊNCIA DE REDE

A gerência de rede é o ato de controlar e observar a rede. Pode-se gerenciar as falhas, a configuração, a contabilização, o desempenho e segurança da rede, observando-se as atividades e alterando parâmetros. A gerência é realizada geralmente a partir de uma estação gerenciadora, denominada simplesmente gerente. Os recursos gerenciados são denominados agentes [6]. Os agentes coletam e armazenam dados e estatísticas do equipamento onde estão executando e respondem a requisições dos gerentes, que têm plenos poderes para realizar qualquer operação no equipamento gerenciado [4]

Para se ter uma padronização na comunicação gerente/agente e nos tipos de operações e parâmetros suscetíveis a gerenciamento, foi proposto o framework de gerência de rede da arquitetura TCP/IP. Ele propunha uma estrutura de informação de gerenciamento, uma base de informações de gerenciamento (MIB) e o protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) [1]. Este procolo tinha como operações básicas a recuperação e o armazenamento de valores dos objetos da MIB, permitindo assim, a observação e o controle dos agentes pelo gerente.

3. CONTROLE DA REDE

Dentre as cinco áreas funcionais de gerência de rede, a que oferece maior controle é a gerência de configuração, pois é a que naturalmente altera o estado da rede. A gerência de configuração envolve aspectos como inicialização, manutenção e shutdown de componentes e sistemas lógicos da rede [6]. Para tanto, usa-se a operação set do protocolo SNMP, que altera ou inicializa valores nos objetos da MIB, e deverá ser invocada em funções de controle de rede.

As funções de controle de rede devem habilitar o operador a especificar o conjunto e tipo de valores aceitáveis a um determinado objeto, e deverão ser autorizadas pelo agente a alterar valores. As modificações de objeto podem ser vistas de três formas [6]: update no banco de dados (que altera um objeto sem implicações na operação do recurso; por exemplo, alteração no nome e endereço da pessoa responsável), update na base e modificação do recurso (quando o status administrativo de um link é setado para down, aquela porta não se torna mais disponível ao recurso), update na base seguido de uma ação (as ações disparadas nos agentes são controladas através de valores de determinados objetos; pode-se por exemplo, reinicializar um roteador alterando-se o valor de um determinado objeto para TRUE).

4. OBJETOS DE CONFIGURAÇÃO

Foram analisadas algumas MIBs a fim de se identificar objetos que pudessem ser teleoperados e que alterassem a configuração da rede. A seguir citaremos de forma simplificada as principais tabelas:

5. REALIDADE VIRTUAL

É através da interface que os usuários de sistemas de computação interagem com as aplicações. Considerada a forma de interface mais avançada na informática, a realidade virtual tem tido um desenvolvimento acelerado, em termos de hardware, software e dispositivos de entrada e saída. Definida como uma forma das pessoas visualizarem, manipularem e interagirem com computadores e dados extremamente complexos [2], ela permite imersão, navegação e interação em um ambiente sintético tridimensional gerado por computador, utilizando canais multisensoriais.

As interfaces podem ser projetadas segundo três classificações, ou níveis [5]: léxico, sintático ou semântico. O primeiro remete às primitivas de hardware, como mouse, teclado e luvas, no input e elementos de vídeo e áudio no output. O nível sintático prevê como as primitivas podem ser combinadas, por exemplo, movimentos de mouse sobre um objeto, ou o duplo clique no botão esquerdo. O último nível define o significado de uma ação, por exemplo, o movimento do mouse com botão clicado e depois uma liberação pode representar uma seleção de área.

Segundo [5], as funções semânticas podem ser agrupadas em módulos básicos, denominados BVI - Basic Visualization Interaction. Cada BVI é descrita em termos de suas entradas e saídas. O evento que gera uma entrada pode ser originado a partir de uma ação do usuário (utilizando os níveis inferiores) ou ser programado na aplicação, portanto sempre ocorrendo em determinada situação.

As BVIs podem ser classificadas em 3 tipos de operações: operações gráficas (que alteram a aparência da visualização, operações de dados (que alteram os dados "reais" dos objetos em cena), e operações de conjunto (que criam e manipulam conjuntos de objetos). Em se tratando de gerência de rede os tipos de operações necessárias são aquelas que alteram os valores de objetos. Os objetos representados em cena são os equipamentos, recursos da rede que estão sob gerência. Cada equipamento possui um software agente que manipula variáveis do equipamento, que são denominadas também de objetos, mas estão agrupadas em uma base de dados (MIB). Desta forma, uma BVI se comunicará com um agente a fim de alterar o estado da MIB, ou seja, instância(s) de seu(s) objeto(s).

7. TIPOS DE ENTRADA E SAÍDA DE DADOS

Existem muitos tipos de entradas que uma BVI pode receber. Genericamente, elas podem ser [5]: atributos (não correspondem ao valor de variáveis do objeto, e sim atributos de sua aparência, como cor, textura…), objetos de controle (são referências à BVI, ou seja, é esperado que alguma evento seja gerado naquele objeto), valores (são os valores das variáveis que estão sendo representadas pelos objetos em cena), fórmulas (quando a alteração de valores ou atributos de um objeto gera um evento para outro objeto), e objetos-alvo (que são os objetos que a BVI pode acessar; esse conjunto pode ser alterado dinamicamente, dependendo da aplicação).No problema em questão, o tipo de entrada que interessa é a alteração de valores. Esses valores são as instâncias dos objetos das MIBs, que nada mais são do que a forma de se acessar os nodos gerenciáveis.

As saídas que uma BVI pode alterar são [5]: estado gráfico (que representa todo o cenário virtual; pode-se mudar a representação de um objeto de sólido para wireframe, por exemplo, ou se alterar a cor e tamanho), dados (que são os valores das variáveis representadas pelo objeto), e estado de controle (que pode ser o histórico de interações, propriedades globais, etc). A saída interessada é novamente os dados, ou instâncias dos objetos das MIBs.

9. CONCLUSÕES

Foram apresentadas as teorias relevantes à dissertação de mestrado a que se refere este artigo. O problema em questão é estudar, projetar, implementar e testar uma interface baseada em realidade virtual para um sistema de gerência de rede com ênfase em telecomando, contemplando o interfaceamento mais realístico do operador humano com equipamentos remotos, como se estivesse local a eles, com a tradução de ações manifestadas no cenário virtual em operações do protocolo SNMP.

Desta forma, de acordo com os objetivos, metodologia de trabalho e cronograma propostos no PEP, já foram realizados o estudo e levantamento do estado da arte em gerência de rede, com estudo do protocolo SNMP, MIB-II e outras MIBs, e um estudo de conceitos de realidade virtual, inclusive da linguagem VRML.

Desta forma, o contexto está identificado, restando ainda uma análise mais profunda dos objetos das MIBs, principalmente das MIBs ATM e 3COM. Falta ainda uma bateria de testes das linguagens Java e VRML, e uma especificação de um projeto de implementação.

Após o seminário de andamento está previsto o início da fase de implementação e testes do protótipo. O texto da dissertação está sendo redigido de acordo com os avanços.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a minha orientadora, profa. Liane Tarouco e a meu colega de mestrado e de temas de dissertação Gerson Battisti.

REFERÊNCIAS

[1] Andrew S.Tabembaum. Computer Networks. Prentice-Hall, 3a. edição, 1996.
[2] Cláudio Kirner. Sistemas de Realidade Virtual. Grupo de Pesquisa em Realidade Virtual, Departamento de Computação – UFSCar. 1997.
[3] Jacques Labetoulle. Virtual Reality for System and Network Management. 1996.
[4] Luiz G. A. Pereira. Estudo do Suporte para Teleação em Gerência de Rede via Realidade Virtual. Trabalho Individual I, CPGCC - UFRGS. 1997.
[5] Mei C. Chuah, et al. On the Semantics of Interactive Visualizations. School of Computer Science. Carnegie Mellon University. 1996.
[6]  William Stallings. SNMP, SNMPv2 and RMON: Practical Network Management. Addison Wesley, 2a. edição, 1996.