O documento discute a arquitetura NovaGenesis proposta para a Internet do futuro. A NovaGenesis visa criar uma arquitetura distribuída baseada em serviços auto-organizados que cooperam para fornecer funcionalidades de rede e conteúdo de forma flexível e evolutiva. A arquitetura adota nomes auto-certificáveis e mapeamentos entre entidades armazenados em tabelas hash distribuídas. Serviços negociam recursos de forma dinâmica usando contratos.

1. Planejamento de Redes Metropolitanas -
NovaGenesis
Antônio Marcos Alberti
Professor Adjunto e Pesquisador em Redes Futuras - INATEL
www.inatel.br/novagenesis
29 de Agosto 2013.
(c) Antonio Alberti 2013, Inatel - Todos os direitos reservados.

2. Cenário Atual
‣ A Internet tornou-se parte fundamental da infraestrutura das
instituições, governos e comunidade.
‣ A maior parte das pessoas é hoje afetada diretamente ou
indiretamente pela infraestrutura IP disponível.
‣ Os sistemas sobre IP estão cada vez mais populares.
‣ A infraestrutura de informação representa hoje o que foram as
estradas, portos, e etc., no passado.
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3. Cenário Atual
‣ Entretanto:
- O protocolo IP e vários outros relacionados foram concebidos
para uma realidade totalmente diferente da atual.
- Durante décadas um complexo aglomerado de protocolos
(remendos) não otimizados foram acrescentados a Internet.
- Nas próximas décadas o número de terminais, a quantidade de
tráfego, o grau de interatividade e vários outros aspectos
continuarão a se expandir exponencialmente.
‣ E mais, a economia de muitos países depende do setor de
serviços (até 70% do PIB em alguns países) e esse fortemente
da Internet.
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4. Cenário Atual
‣ Assim, mundo afora mais e mais pessoas começaram a se
perguntar:
- Será que a pilha TCP/IP suportará de forma adequada a
evolução nas próximas décadas?
- Será que a falta de suporte à segurança, privacidade,
rastreabilidade, mobilidade, dentre muitos outros aspectos,
pode criar o “caos” na Internet?
- Será que está na hora de repensar ou reprojetar a Internet
usando o estado da arte tecnológico?
‣ Desde que essas perguntas foram feitas pela primeira vez,
várias iniciativas para reprojetar a Internet apareceram mundo
afora sob o label da chamada Internet do Futuro.
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5. Histórico Inatel
‣ Iniciamos o estudo de Internet do Futuro em 2008. O resultado
foi apresentado na Futurecom do mesmo ano.
‣ Em 2009, apresentamos o tutorial "Convergência Digital em
Telecomunicações: Das Redes Especializadas à Internet do
Futuro" no XXVII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações.
‣ Em 2010, publicamos um capítulo de livro sobre Future Network
Architectures: Technological Challenges and Trends.
‣ Em 2011, iniciamos o desenho de uma nova arquitetura para a
Internet chamada de NovaGenesis.
‣ Em 2012, uma prova de conceito da NovaGenesis foi
implementada e testada em parceria com ETRI, em Daejeon,
Coréia do Sul.
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6. NovaGenesis (1/3)
‣ Visa criar uma arquitetura “do zero” para a nova geração de
tecnologias convergentes de informação.
‣ Consiste de um conjunto de sistemas distribuídos que cooperam
entre si para auto-organizar todas as funcionalidades da
arquitetura na forma de serviços contratados sob demanda.
‣ Adota a abordagem bottom-up, na qual complexos sistemas
distribuídos são formados a partir da cooperação de uma grande
quantidade de serviços simples.
‣ Visa criar um ecossistema amplo, flexível, sustentável e
evolucionário de negócios digitais.
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7. NovaGenesis (2/3)
‣ A NG adota as seguintes decisões de projeto:
- Nomeação de entidades e conteúdos usando nomes em
linguagem natural e auto-certificável (hash codes).
- Todas as funcionalidades são serviços, incluindo as de rede.
- Mapeamentos entre nomes são guardados em tabelas hash
distribuídas, representando todo o tipo de relacionamento entre
entidades e conteúdos.
- Os mapeamentos são publicados e assinados por serviços,
permitindo a busca, descoberta, negociação e contratação.
- Recursos de substrato são expostos através de representantes
que publicam suas capacidades, estados, informações, etc.
- Os representantes podem negociar em prol de entidades de
outras tecnologias.
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8. NovaGenesis (3/3)
- Toda a comunicação se dá através do envio de mensagens
com cabeçalho dinâmico e endereços auto-certificáveis.
- Serviços buscam por parceiros através de nomes publicados.
- Toda a atividade é baseada em contratos dinâmicos entre
parceiros, capturando intrinsecamente as condições de
qualidade de serviço, quebra de contrato, reputação.
- Os serviços utilizam um ciclo de decisão para atender objetivos
traçados por operadores humanos ou outros serviços.
- Os serviços competem entre si para melhor atender os
objetivos de alto nível (pressão evolucionária) e otimizar o uso
dos recursos de substrato (ambiente).
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9. Visão da Arquitetura
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(c) Alberti 2011
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10. Teste: Orquestração Conjunta de Serviços e Conteúdos
‣ Clientes e servidores descobrem uns aos outros, publicam
contratos de trabalho e trocam fotos baseado em políticas
definidas pelo usuário.
‣ A proveniência, integridade e coerência das fotos é verificada.
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11. Visão de uma Cidade Digital NovaGenesis (1/3)
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12. Visão de uma Cidade Digital NovaGenesis (2/3)
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13. Visão de uma Cidade Digital NovaGenesis (3/3)
‣ Alguns benefícios:
- Segurança, privacidade, confiança, rastreabilidade, identificação
única, integridade e proveniência de conteúdos e serviços.
- Auto-organização semântica integrada.
- Melhor aproveitamento dos recursos de substrato,
programabilidade e controle por software.
- Exposição de recursos sensorais e atuadores, visando atingir a
ciência do mundo físico (real-world-awareness) e a tomada de
decisão baseada em representações do conhecimento.
- Facilidade de migração e evolução tecnológica acelerada (novas
tecnologias são instaladas através da troca de software).
- Aumento da eficiência e eficácia, introdução de “pilotos
automáticos”, operação baseada em políticas, regras,
regulações, etc.
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14. Impactos no Planejamento de Redes Metropolitanas
‣ Atenção especial deve ser dada:
- Ao hardware, que deve ser: (i) genérico, permitindo a
implementação de diversas tecnologias em software; (ii)
programável; (iii) controlável por software.
- A exposição das capacidades, estados e outras informações
relevantes de entidades do mundo físico, muitas em tempo real.
- A elaboração de políticas, regras, objetivos, e regulações que
alimentam os ciclos de decisão dos serviços, bem como a
gerência de reputação, de estabilidade e de redes de confiança.
- A contextualização/privacidade de informações provenientes do
mundo físico/virtual e a formação de redes de conhecimento.
- Ao policiamento e monitoramento dos sistemas através de
serviços especifícos públicos.
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15. Obrigado!
Antônio Marcos Alberti
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