PipeConf: Uma Arquitetura Integrada para Configuração Automatizada de Ativos de Rede Heterogêneos

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PipeConf: Uma Arquitetura Integrada para Conﬁguração Automatizada de Ativos de Rede Heterogêneos Aécio S. Pires 1, Paulo D. Maciel Jr. 1, Diego Pessoa 1, Fernando Matos 2, Aldri Santos 3 1 Instituto Federal da Paraíba (IFPB) 2 Universidade Federal da Paraíba (UFPB) 3 Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) XXVI WGRS 16 de agosto de 2021

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Agenda ● Introdução ● Arquitetura PipeConf ● Avaliação Quantitativa ● Conclusão 2

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Introdução 3

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Motivação ● Demanda real em uma rede com cerca de 2.000 ativos de rede (switches e roteadores) ● Heterogeneidade dos ativos de rede ● Problemas com o gerenciamento manual de conﬁguração ● Diﬁculdades para aderir à abordagem Infraestrutura como Código (IaC) 4

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Requisitos para Alcançar uma Gerência de Redes Efetiva ● Elaboração de uma arquitetura modular ● Centralização e automação da conﬁguração dos ativos de rede ● Deﬁnição de regras que permitam mudanças no comportamento do sistema ● Abstração de sintaxes de comandos para diferentes modelos de ativos de rede 5

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Arquitetura Proposta: PipeConf ● Arquitetura de software modular ● Baseada em políticas para suportar diversos ﬂuxos de trabalho ● Proporciona a automação da conﬁguração de ativos de rede heterogêneos ● Utiliza a abordagem de infraestrutura como código (IaC) 6

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Trabalhos Relacionados Autor IaC Ger. de Config. Versionam ento Interopera bilidade Arquitetura de Software Políticas [Opara-Martins et al. 2016] [Duplyakin et al. 2015] [Vilalta et al. 2020] [Chen et al. 2018] [Netto et al. 2017] [Jiang and Adams 2015] [Sette et al. 2019] [Cox et al. 2017] [Oliveira et al. 2018] PipeConf

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Arquitetura PipeConf 8

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Arquitetura PipeConf 9

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Políticas 10

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Fluxos de Trabalho 11

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Fluxos de Trabalho 12

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Fluxos de Trabalho 13

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Fluxos de Trabalho 14

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Avaliação Quantitativa 15

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Objetivos ● Prova de Conceito (PoC) ○ Ferramentas de IaC consolidadas ○ Gerenciamento de ativos simulados e heterogêneos ● Comparação do desempenho entre PipeConf e o Unimus ● Métrica de celeridade ○ Tempo médio de execução das atividades ● Métrica de escalabilidade ○ Consumo de recursos de CPU e memória ○ Coleta de métricas com intervalo de 60 segundos 16

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Atividades Automatizadas PipeConf: Unimus: 17

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Ambiente de Experimentação ● Fatores de entrada ○ Quantidade de ativos (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128) ○ Uso de dois modelos de ativos (Cisco e Arista) ● Cada experimento foi executado 30 vezes ● Nível de conﬁança estatística de 95% ● Ativos previamente conﬁgurados e conectados em rede ● Código fonte e documentação disponíveis em ○ https://gitlab.com/aeciopires/pipeconf 18

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Avaliação de Perﬁlamento 19

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PipeConf x Unimus 20

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Investigando o Efeito do Paralelismo no PipeConf PipeConf: computador com 4 núcleos de CPU PipeConf++: computador com 24 núcleos de CPU 21

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Avaliação de Desempenho 22

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Avaliação de Heterogeneidade 23

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Conclusão 24

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Conclusão ● Arquitetura integrada de software ● Automação da gerência de configuração ○ Ativos heterogêneos ● Avaliação através de uma PoC ● Resultados satisfatórios ○ Tempo de resposta ○ Escalabilidade do sistema ● Trabalhos futuros ○ Alternativa que paraleliza melhor o gerenciamento dos ativos ○ Alternativa para decriptografia eficiente dos arquivos 25

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Obrigado! gitlab.com/aeciopires/pipeconf aeciopires.com 26 XXVI WGRS

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Slides Extras

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Trabalhos Relacionados C1 - Infraestrutura como Código, aborda conceitos e/ou ferramentas relacionadas a IaC; C2 - Gerência de configuração, propõe ferramenta para gerência de configuração; C3 - Versionamento, utiliza versionamento de software ou de configuração como código; C4 - Interoperabilidade, proporciona interoperabilidade de soluções que dão suporte a múltiplos fabricantes; C5 - Arquitetura de software, propõe uma arquitetura integrada de software; C6 - Polı́ticas

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Ferramentas Selecionadas Critérios de seleção: ● Viáveis de serem instaladas em ambientes on-premise e cloud ● Utilizam menos recursos de CPU e memória ● Familiaridade e uso consolidado em ambientes de produção 29

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Ambiente de Experimentação 30

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PipeConf x Unimus 31

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Avaliação de Heterogeneidade

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Ambiente de Experimentação Ambiente computacional: ● 1 laptop para execução do PipeConf ○ CPU i5-4210U 1.70GHz com 4 núcleos ○ 8GB de RAM ○ Ubuntu Desktop 18.04 ○ SSD SATA III 480GB ● 1 servidor na GCP (Google Cloud Platform) para execução do GNS3 ○ CPU Intel(R) Xeon(R) 2.0GHz com 24 núcleos ○ 40GB de RAM ○ Ubuntu Server 18.04 ○ SSD SATA III 30GB.