Search

Radio frequency superconductivity is a cornerstone technology for many future HEP particle accelerators and experiments from colliders to proton drivers for neutrino facilities to searches for dark matter. While the performance of superconducting RF (SRF) cavities has improved significantly over the last decades, and the SRF technology has enabled new applications, the proposed HEP facilities and experiments pose new challenges. To address these challenges, the field continues to generate new ideas and there seems to be a vast room for improvements. In this paper we discuss the key research directions that are aligned with and address the future HEP needs., Comment: contribution to Snowmass 2021

This Snowmass 2021 contributed paper discusses a Higgs-Energy LEptoN (HELEN) $e^+e^-$ linear collider based on advances superconducting radio frequency technology. The proposed collider offers cost and AC power savings, smaller footprint (relative to the ILC), and could be built at Fermilab with an Interaction Region within the site boundaries. After the initial physics run at 250 GeV, the collider could be upgraded either to higher luminosity or to higher (up to 500 GeV) energies. If the ILC could not be realized in Japan in a timely fashion, the HELEN collider would be a viable option to build a Higgs factory in the U.S., Comment: contribution to Snowmass 2021

Field emission (FE) is one of the main limiting factors of superconducting radio-frequency (SRF) cavities operating in accelerators and it occurs whenever contaminants, like dust, metal flakes or even absorbates, are present on the surface of the cavity high electric field region. Field emission reduces the maximum achievable accelerating field and generates free electrons that may interact with the beam, damage or activate the beamline. One practical method that can be used to mitigate this problem is in-situ plasma cleaning, or plasma processing. The development of a processing that can be applied in-situ is extremely advantageous, since it enables the recovery of the cryomodule performance without the need of disassembling the whole cryomodule, which is an extremely expensive and time-consuming process. On the other hand, plasma processing only requires the cryomodule warm-up to room-temperature and the subsequent processing of the contaminated cavities. The entire process is reasonably quick and involves a limited number of personnel. For these reasons we would like to advocate for continuing to invest in the R\&D of plasma processing to optimize its applicability in cryomodules and for extending the technique to other frequency ranges and cavities geometries., contribution to Snowmass 2021

Superconducting Radio Frequency (SRF) cavities performance preservation is crucial, from vertical test to accelerator operation. Field Emission (FE) is still one of the performance limiting factors to overcome and plasma cleaning has been proven successful by the Spallation Neutron Source (SNS), in cleaning field emitters and increasing the work function of Nb. A collaboration has been established between Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), SLAC National Accelerator Laboratory and Oak Ridge National Laboratory (ORNL) with the purpose of applying plasma processing to the Linac Coherent Light Source-II (LCLS-II) cavities, in order to minimize and overcome field emission without affecting the high Q of nitrogen-doped cavities. The cleaning for LCLS-II will follow the same plasma composition adopted at SNS, which allows in-situ processing of cavities installed in cryomodules from hydrocarbon contaminants. A novel method for plasma ignition has been developed at FNAL: a plasma glow discharge is ignited using high order modes to overcome limitations imposed by the fundamental power coupler, allowing in-situ cleaning for cavities in cryomodule. The plasma can be easily ignited and tuned in each of the cavity cells using low RF power. A method for plasma detection has been developed as well, which allows the detection of the plasma location in the cavity without the need of cameras at both cavity ends. The presented method can be applied to other multi-cell cavity designs, even for accelerators where the coupling for the fundamental modes at room temperature is very weak.

Previous studies on magnetic flux expulsion as a function of cooling details have been performed for superconducting niobium cavities with the cavity beam axis placed parallel respect to the helium cooling flow, and findings showed that for sufficient cooling thermogradients all magnetic flux could be expelled and very low residual resistance could be achieved. In this paper we investigate the flux trapping and its impact on radio frequency surface resistance when the resonators are positioned perpendicularly to the helium cooling flow, which is representative of how superconducting radio-frequency (SRF) cavities are cooled in an accelerator. We also extend the studies to different directions of applied magnetic field surrounding the resonator. Results show that in the cavity horizontal configuration there is a different impact of the various field components on the final surface resistance, and that several parameters have to be considered to understand flux dynamics. A newly discovered phenomenon of concentration of flux lines at the cavity top leading to cavity equator temperature rise is presented.

Even when cooled through its transition temperature in the presence of an external magnetic field, a superconductor can expel nearly all external magnetic flux. This Letter presents an experimental study to identify the parameters that most strongly influence flux trapping in high purity niobium during cooldown. This is critical to the operation of superconducting radiofrequency cavities, in which trapped flux degrades the quality factor and therefore cryogenic efficiency. Flux expulsion was measured on a large survey of 1.3 GHz cavities prepared in various ways. It is shown that both spatial thermal gradient and high temperature treatment are critical to expelling external magnetic fields, while surface treatment has minimal effect. For the first time, it is shown that a cavity can be converted from poor expulsion behavior to strong expulsion behavior after furnace treatment, resulting in a substantial improvement in quality factor. Future plans are described to build on this result in order to optimize treatment for future cavities., Comment: 5 pages

Cool-down dynamics of superconducting accelerating cavities became particularly important for obtaining very high quality factors in SRF cavities. Previous studies proved that when cavity is cooled fast, the quality factor is higher than when cavity is cooled slowly. This has been discovered to derive from the fact that a fast cool-down allows better magnetic field expulsion during the superconducting transition. In this paper we describe the first experiment where the temperature all around the cavity was mapped during the cavity cool-down through transition temperature, proving the existence of two different transition dynamics: a sharp superconducting-normal conducting transition during fast cool-down which favors flux expulsion and nucleation phase transition during slow cool-down, which leads to full flux trapping.

Made available in DSpace on 2019-04-16T02:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_13187_isabella-texto-final.pdf: 8995376 bytes, checksum: e43f67cc664b90485018021b8734902e (MD5) Previous issue date: 2019-02-14 Testbeds federados ocupam um papel importante no desenvolvimento de inovações em redes, fornecendo aos pesquisadores um laboratório distribuído para a realização de provas de conceito. Isso é possível através de frameworks que transformam recursos físicos em um serviço de experimentação. Contudo, para que um testbed continue adequado aos objetivos da comunidade de pesquisa, é necessário evoluir seu serviço de experimentação, incorporando tecnologias emergentes. Uma dessas tecnologias é a virtualização de funções de rede (Network Functions Virtualization NFV), que possibilita que funções de rede tradicionalmente ligadas a dispositivos de hardware sejam executadas na infraestrutura de computação em nuvem. Embora frameworks (como o GCF, OCF e OMF) tenham contribuído fortemente para o estabelecimento de federações de testbeds de redes, eles não apresentam as características necessárias para suportar NFV. Isso se deve ao emprego de virtualização simples, monitoramento insuficiente e ausência de recursos no catálogo de serviços que possibilitem a construção funções de rede virtuais, além da carência de funcionalidades para sua orquestração. Portanto, esse trabalho propõe um novo framework destinado a habilitar a experimentação em NFV. O resultado foi o O2CMF, um framework baseado na plataforma de computação em nuvem OpenStack, interoperável com a infraestrutura do Fed4FIRE. Para validar o O2CMF, são apresentadas demonstrações das funcionalidades de gestão do testbed, compatibilidade com o Fed4FIRE, isolamento de tráfego, orquestração de NFV e integração com outros domínios (robótica, redes sem fio e OpenFlow). Através dessas provas de conceito, demonstramos que o O2CMF foi capaz de habilitar a experimentação federada em NFV, combinando a interoperabilidade provida por SFA com a flexibilidade e robustez da nuvem, e provendo mecanismos de orquestração de funções de rede virtuais. O O2CMF foi utilizado na implantação de um testbed na UFES, através do qual tem apoiado o desenvolvimento de atividades de pesquisa e educação em redes. Além disso, sua documentação de operação e tutoriais de uso motivaram sua adoção na implantação de um testbed na Universidade de Bristol.

Made available in DSpace on 2019-03-28T02:14:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_13073_Tese-Alextian-Final.pdf: 5650809 bytes, checksum: 3479f2db83ca8a973adcda37a124563d (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 "Recentemente, temos observado o crescente uso das tecnologias de informação e da comunicação. Instituições e usuários simplesmente necessitam de alta qualidade na conectividade de seus dados, com expectativa de acesso instantâneo a qualquer hora e em qualquer lugar. Um elemento essencial para garantir qualidade na conectividade da nuvem é a arquitetura da rede de comunicação no Data Center (DCNs - Data Center Networks). Isso ocorre porque uma parte significativa do tráfego da Internet é baseada na comunicação de dados e no processamento que acontece dentro da infraestrutura do Data Center (DC). No entanto, os protocolos de roteamento, a forma de encaminhamento e gerenciamento que são executados atualmente, se revelam insuficientes para atender as demandas atuais por conectividade na nuvem. Isto ocorre principalmente pela dependência da operação de busca nas tabelas de encaminhamento, levando à um incremento de latência fim a fim, ademais, mecanismos de recuperação tradicionais utilizam estados adicionais nas tabelas, aumentando a complexidade nas rotinas de gerenciamento, além de reduzir drasticamente a escalabilidade de proteção nas rotas. Outra dificuldade é a comunicação multicast dentro do DC, as soluções existentes são complexas de implementar e não suportam a configuração dos grupos nas taxas atuais requeridas. Neste contexto, essa tese explora o sistema numérico de resíduos centrado no Teorema Chinês do Resto (TCR) como fundamento, aplicado no projeto de um novo sistema de roteamento para DCN. Mais especificamente, introduzimos a arquitetura RDNA que avança o estado da arte a partir de uma simplificação do modelo de encaminhamento para o núcleo, baseado em uma operação de resíduo (resto da divisão). Nesse sentido, a rota é definida como resíduo entre um identificador de rota e identificadores locais (números primos) atribuídos aos switches de núcleo. Os switches de borda, recebem entradas configurando os fluxos de acordo com a política de rede definida pelo controlador. Cada fluxo é mapeado na borda, através de um identificador de rota principal e um emergencial. Essas operações de resíduos permitem encaminhar os pacotes pela respectiva porta de saída. Em situações de falha, o identificador de rota emergencial viabiliza rápida recuperação enviando os pacotes por uma porta de saída alternativa. A RDNA é escalável assumindo uma topologia 2-tier Clos Network amplamente utilizada em DCNs. Com o objetivo de confrontar a RDNA com outros trabalhos da literatura, analisamos a escalabilidade em termos de número de bits necessário para comunicação unicast e multicast. Na análise, variou-se o número de nós na rede, o grau dos nós e o número de hosts físicos para cada topologia. Na comunicação unicast, a RDNA reduziu em 4.5 vezes o tamanho do cabeçalho, comparada à proposta COXCast. Na comunicação multicast, um modelo de programação linear foi concebido para minimizar uma função polinomial. A RDNA reduziu em até 50% o tamanho do cabeçalho comparando com a mesma quantidade de membros por grupo. Como prova de conceito, dois protótipos foram implementados, um no ambiente emulado Mininet e outro na plataforma NetFPGA SUME. Os resultados mostraram que a RDNA alcança latência determinística no encaminhamento dos pacotes, 600 nanosegundos no tempo de comutação por elemento de núcleo, recuperação de falha ultra-rápida na ordem de microssegundos e sem variação de latência (jitter) no núcleo da rede."

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10269_ata de defesa.pdf: 633434 bytes, checksum: 225ab3b7fd1d716fae1937fdb48b3f4b (MD5) Previous issue date: 2016-09-02 Garantir a consistência das regras que implementam uma política de segurança de rede através de um firewall é uma tarefa complexa, podendo gerar vulnerabilidades na rede quando mal executada. Este problema torna-se ainda maior quando falamos de dois ou mais firewalls interconectados visto que há a necessidade de verificar não só as regras de cada firewall individualmente como também cada par de firewall existente na rede. Neste trabalho, realizamos um estudo de teorias e algoritmos já existentes nesta área e apresentamos o DETOX, uma ferramenta para a detecção de inconsistências entre regras que compõem um firewall e entre os próprios firewalls em si. Primeiro nós validamos a implementação da ferramenta reproduzindo e extendendo os resultados apresentados na literatura para um único firewall. Após a validação, aplicamos a ferramenta em um caso real, analisando a configuração anonimizada atualmente usada na UFES. Durante essa análise, a ferramenta descobre várias inconsistências,previamente desconhecidas. Em seguida, realizamos o procedimento de validação utilizando firewalls interconectadas e, logo após, aplicamos a ferramenta em um caso sintético de múltiplos firewalls.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9891_Ata de Defesa.pdf: 681165 bytes, checksum: e90a96fd774c8d4b5e7a4315a623688c (MD5) Previous issue date: 2016-05-16 Em data centers centrados em servidores estes não somente participam no processamento dos dados, mas também no encaminhamento do tráfego de rede. Uma possível topologia de interligação dos servidores em um data center é o hipercubo. Nele, o encaminhamento de pacotes é normalmente baseado em operações de XOR, que calcula qual o vizinho mais próximo do destino de forma bastante eficiente . Porém se por um lado essa simplicidade contribui para o aumento da vazão e diminuição da latência, por outro o encaminhamento só funciona caso o hipercubo esteja completo, ou seja, na inexistência de falhas de nó ou enlace. O uso de SDN e do protocolo OpenFlow pode ser uma alternativa para garantir o encaminhamento de tráfego nessas situações. Entretanto, a adoção de tabelas de encaminhamento em topologia hipercubo possui um alto custo relacionado ao grande número de entradas nessas tabelas, que crescem em escala exponencial. Nesse contexto este trabalho apresenta uma proposta, baseada na tecnologia OpenFlow, para o tratamento de falhas em hipercubos incluindo a redução do número de entradas nas tabelas de encaminhamento, com taxa de compactação logarítmica, proporcional ao número de dimensões do hipercubo.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9862_Rafel Silva Guimaraes.pdf: 643269 bytes, checksum: 9d4b2ef25b317dd0d6b460cb017c01fa (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 A Internet é formada pela união de diversos sistemas autônomos (ASes), que utilizam o protocolo BGP para troca de informações de rotas. Em cada AS, seus operadores fazem uso de mecanismos arcaicos e obscuros na de nição de políticas intra-AS e inter-AS. Nesse contexto, este artigo apresenta a ROUTEOPS: uma arquitetura para orquestração de rotas centrada na operação de ASes. A proposta se baseia na utilização de um controlador SDN com visão centralizada do AS que auxilia na de nição de políticas mais expressivas e facilita a aplicação das mesmas. A visão centralizada é garantida pela integração da ROUTEOPS com os anúncios eBGP provenientes dos ASes vizinhos; o controle e a maior expressividade das políticas de roteamento são alcançados com o uso do OpenFlow e da centralização dos anúncios iBGP (intra-AS). A arquitetura proposta é implementada no Mininet e vários experimentos foram executados como prova de conceito, visando demonstrar sua viabilidade e as vantagens de sua utilização.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9614_Luciano Marques Reduzino.pdf: 2119295 bytes, checksum: e03bed4acfa95def256b276901d5f627 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 A administração do transporte é fundamental para a competitividade das empresas visto que o transporte representa uma grande parcela do custo logístico total. Em paralelo a isso, sabe-se que o transporte no Brasil é altamente concentrado pelo modo rodoviário e que um dos maiores custos das transportadoras é com o combustível (estima-se que 17% de todo o custo logístico existente nas empresas transportadoras seja gasto com diesel). Analisando a literatura existente, é possível encontrar alguns modelos de otimização que se aproveitam da diferença de preços do diesel entre os diferentes postos de abastecimento para reduzir os gastos das transportadoras com combustível. Dentro desse contexto, pode-se selecionar também algumas patentes sobre assuntos próximos ao tema. Desta forma, esse trabalho descreve o desenvolvimento de um aplicativo de fácil acesso aos usuários por meio de aparelhos móveis que se utiliza desses modelos e trabalha como um sistema de suporte de decisão para reduzir o custo operacional de empresas transportadoras de cargas rodoviárias brasileiras.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9181_Ata 335º.pdf: 661967 bytes, checksum: e6342065d7eb83186daf7455cc2973c7 (MD5) Previous issue date: 2015-09-04 Este trabalho identifica os gargalos na rede do Datacenter atual e propõe uma arquitetura que aperfeiçoa as redes centradas em servidores para mover o foco do datacenter para as aplicações e os serviços. Equipamentos de rede são eliminados, sendo elementos camada 1 do modelo OSI os responsáveis pela comunicação entre servidores. Esta abordagem de datacenter habilita inovação constante através de SDN e NFV, eliminando as camadas de complexidade, resultando em mais velocidade no encaminhamento. Como prova de conceito, um protótipo é validado com aceleração no encaminhamento de pacotes. Os resultados mostram que na rede proposta a latência cai pela metade em comparação com a aceleração de encaminhamento definida pelo DPDK e por volta de 6 vezes menor em comparação com ambiente de virtualização tradicional.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9190_336ª Ata - Diego Rossi Mafioletti.PDF: 614810 bytes, checksum: 58fc799a9eec7b8d54cb2b653802f620 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 Redes Definidas por Software (SDN) prometem um caminho tecnológico para fortalecer os usuários com habilidade de inovar em suas redes. Porém, a diversidade de switches de rede que suportam SDN ainda é um obstáculo para os engenheiros de rede dispostos a desenvolver aplicações inovadoras devido a implementação do hardware ser fechada e proprietária. Essa diversidade implica em desafios significantes no controle dos switches SDN e o desenvolvimento de aplicações SDN de alta performance, o que não contempla um dos pilares de SDN: permitir a pesquisa e inovação em redes de computadores. Esse trabalho explora o limite de alguns equipamentos commodities de rede, tal como o switch Mikrotik RouterBoard, no qual seu firmware original é substituído pelo OpenWRT, uma distribuição baseada no GNU Linux, juntamente com o Open vSwitch (OvS), um switch virtual de código aberto independente de hardware. Como prova de conceito, o protótipo foi implementado em switches comerciais de baixo custo, conduzindo experimentos com o objetivo de analisar certas características do protocolo OpenFlow portadas nestes equipamentos, como quantidade máxima de entradas na tabela de fluxo, a vazão de dados possível utilizando tamanhos variados de pacotes de rede, comparando seus resultados com a implementação original disponibilizada pelo fabricante e a influência da utilização do CPU do switch no resultado. Por fim, foi construído um switch com balanceamento de carga estocástico utilizando tabelas de grupos, um recurso disponível no OpenFlow a partir da versão 1.2, que somente foi possível graças à natureza de código fonte aberto das ferramentas escolhidas. Esta combinação de plataformas abertas representa um passo natural no desenvolvimento, implementação, e avaliação de aplicações SDN.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9088_VERSÃO FINAL.pdf: 578035 bytes, checksum: 3476fa1ae5afa64da96bafdf18df5679 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 As Redes Orientadas a Conteúdo (Content Centric Networking - CCN) são um novo paradigma de redes no contexto da Internet do Futuro. Essas redes trazem uma mudança importante em relação ao funcionamento atual da Internet, colocando o conteúdo como item central em detrimento da comunicação entre nós terminais. Os nós centrais destas redes (roteadores), que recebem pedidos de interesse por conteúdos, possuem suas próprias estratégias de encaminhamento e diferentes políticas de armazenamento em cache para os conteúdos mais populares. Entretanto, a avaliação experimental de diferentes algoritmos de encaminhamento e políticas de cache exige muito esforço na reprogramação dos roteadores. Desta forma este artigo propõe uma abordagem SDN para redes CCN, provendo estratégias de encaminhamento e políticas de cache programáveis nos roteadores facilitando a experimentação de CCNs. Resultados experimentais são apresentados e foram obtidos através de implementação realizada no ambiente Mininet.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8943_Dissertação de mestrado - Versão final.pdf: 2374812 bytes, checksum: 451a93c76906d24965d0ea838edf582f (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 As Redes Definidas por Software (SDN) separam os planos de dados e de controle. Embora o controlador seja logicamente centralizado, ele deve ser efetivamente distribuído para garantir alta disponibilidade. Desde a especificação OpenFlow 1.2, há novas funcionalidades que permitem aos elementos da rede se comunicarem com múltiplos controladores que podem assumir diferentes papéis -- master, slave, e equal. Entretanto, esses papéis não são suficientes para garantir resiliência no plano de controle, pois delega-se aos projetistas de redes SDN a responsabilidade por essa implementação. Neste artigo, exploramos os papéis definidos no protocolo OpenFlow no projeto de arquiteturas resilientes SDN com base em multi-controladores. Como prova de conceito uma estratégia de replicação ativa foi implementada no controlador Ryu usando o serviço OpenReplica para garantir a consistência dos estados. O protótipo foi testado com switches RouterBoards/MikroTik comerciais e no ambiente Mininet avaliando-se as latências na recuperação de falha, na migração de switches entre controladores, e de processamento de packet-in. Observamos diferentes compromissos de projeto em experimentos em ambiente real e emulado sujeitos a várias cargas nos planos de dados e de controle.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8954_FabioLima.tese20160713-83706.pdf: 6445686 bytes, checksum: 362edb19ef4e6250cd997494d0deea75 (MD5) Previous issue date: 2015-06-12 Este trabalho apresenta estratégias para planejamento de redes ópticas de transporte (OTN - Optical Transport Network), desde a alocação de equipamentos até o roteamento e atribuição de comprimentos onda aos canais ópticos. Busca-se criar abordagens realistas, aplicáveis às redes e aos equipamentos atuais, visando preencher a lacuna entre academia e industria nesse contexto. É considerada a viabilidade técnica das soluções do ponto de vista das características paramétricas dos equipamentos, visando criar projetos otimizados e de fato aplicáveis, embasados teoricamente, mas buscando seguir as recomendações da ITU (International Telecommunication Union). As estratégias desenvolvidas conseguem ser abrangentes mas mantem um baixo custo computacional, minimizando a quantidade de equipamentos necessários, e maximizando a disponibilidade da rede. É mostrado como o projeto pode ser feito de forma segmentada, onde partes do problema são tratadas em sequência, dando prioridade para características técnicas ou custo, conforme o caso. Foi equacionado com maior precisão o relacionamento entre a quantidade de amplificadores e a qualidade do sinal óptico, de modo que se pode minimizar os custos do projeto diminuindo o número de pontos de amplificação, mas balanceado com a qualidade necessária de sinal. A viabilidade dos canais é determinada previamente, antes do roteamento e alocação de comprimentos de onda (RWA - Routing and Wavelength Assignment), etapa para a qual um novo modelo de Programação Inteira foi criado, próprio para considerar as informações definidas pelas etapas precedentes, chamado de MRWA (Multiservice RWA). Isso permitiu que também fosse minimizado o número de regeneradores necessários no projeto com custo computacional polinomial, estrategia esta cuja eficiência contrasta com a literatura, pois, nas abordagens anteriores encontradas, o custo computacional é severamente prejudicado ao se tratar da alocação de regeneradores conjuntamente com o RWA. As etapas iniciais foram agrupadas em uma ferramenta de planejamento para OTNs, chamada KEPLAN, que faz a alocação de equipamentos e cria uma solução inicial simplificada para o RWA, usando algoritmos de custo polinomial. A KEPLAN é capaz de fornecer projetos com proteção de canais, minimizando o número de nós compartilhados em caminhos disjuntos de comprimento minimo, graças a uma generalização do algoritmo clássico de Suurballe que foi desenvolvida. Já o modelo MRWA foi testado simulando o projeto de 29 OTNs reais de grande porte, onde a coloração ótima foi atingida sem grande demanda de tempo para o conjunto de rotas viáveis. Graças a técnicas modernas de otimização que foram adaptadas ao MRWA, para a maior rede, com 100 nós, foram necessários menos de 15 minutos para se obter a coloração ótima.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7981_Dissertação - Vinicius Barcellos Antunes20150602-133738.pdf: 1742369 bytes, checksum: e6b03688b02047f61c0bffaa0fdb7c4c (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 A pesquisa na área de Redes de Sensores sem Fio (RSSF) tem contribuído de forma significativa para o desenvolvimento de aplicações de sensoriamento em larga escala. Em função de suas características e restrições (pouca capacidade de processamento, armazenamento e fonte de energia), diferentes protocolos de comunicação foram projetados para as RSSFs. Para atender a uma necessidade de padronização, o IETF (Internet Engineering Task Force) especificou um protocolo de roteamento denominado RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks), como protocolo padrão para redes RSSFs. Este protocolo possui uma grande quantidade de recursos e também fornece facilidades para incorporar métricas de natureza dinâmica.De forma a facilitar o acesso a uma variedade de informações requeridas pelo protocolo de roteamento adaptativo RPL para cálculo métricas e tomadas de decisão de encaminhamento, é proposto um gerenciador de contexto reconfigurável. Este gerenciador é responsável por coletar os dados contextuais das fontes de informação disponíveis, e atuar como uma camada de abstração, simplificando o uso dessas fontes e habilitando a experimentação e prototipagem de novas métricas de roteamento.Esta dissertação apresenta uma extensão ao protocolo de roteamento RPL. Esta extensão tem por objetivo prover mecanismos simples para que o protocolo RPL interaja com a aplicação, com a finalidade de otimização do roteamento. Tal interação é realizada através de regras de aplicação, permitindo ao RPL se adaptar em tempo de execução a mudanças no ambiente.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6876_Dissertação_Luiz_G_Bueloni_Final.pdf: 3634357 bytes, checksum: beab51b9636a2cec478ad6aa8021b81d (MD5) Previous issue date: 2014-08-18 A evolução das redes de telecomunicações permitiu o surgimento de novas classes de serviço que exigem cada vez mais das tecnologias de redes de núcleo. As exigências são de, cada vez mais, dinamicidade e capacidade de aprovisionamento de recursos para o transporte de informações baseado em demandas, uma característica conhecida como BoD (Bandwidth on Demand). No plano de transporte, a tecnologia OTN (Optical Transport Network) sofreu recentes avanços para acompanhar essas demandas por dinamicidade, e vem se firmando como tecnologia de transporte para redes de núcleo. Integrando toda a capacidade de comutação e multiplexação OTN, tanto no domínio elétrico como óptico, surge um conceito de equipamento denominado OTNSwitch como solução para as redes de núcleo. Porém, ainda que o plano de transporte ofereça tal capacidade e dinamicidade, faz-se necessário a existência de um plano de controle capaz de atuar nos equipamentos e realizar a configuração de caminhos na rede, permitindo o suprimento das demandas. Esta dissertação tem como objetivo propor um plano de controle baseado nos protocolos GMPLS (Generalized Multiprotocol Label Switching) para o equipamento OTNSwitch, capaz de alocar recursos para uma demanda utilizando o conceito de LSPs (Label Switch Path) hierárquicos utilizando- se a capacidade de multiplexação TDM (Time Division Multiplexing) oferecida pela tecnologia OTN e melhor aproveitamento da capacidade de transmissão dos comprimentos de onda na rede.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5444_Dissertacao-Keyflow-RafaelEmerick-2014-Final.pdf: 1175477 bytes, checksum: f42a4abcbd155abf4af8ee796fd33d46 (MD5) Previous issue date: 2014-06-26 O grande volume de pacotes/fluxos nas futuras redes de núcleo exigirá um processsamento altamente eficiente dos cabeçalhos nos elementos de comutação. Simplificar a operação de busca(lookup) nos elementos de comutação de núcleo é fundamental para o transporte de dados a taxas elevadas e com baixa latência. O hardware de rede flexível combinado com controle de rede ágil também são propriedades essenciais para as futuras redes definidas por software. Argumenta-se que somente com mais desacoplamento entre o plano de controle e plano de dados que haverá a flexibilidade e agilidade nas redes definidas por software para as novas soluções de redes de núcleo. Este trabalho propõe uma nova abordagem denominada KeyFlow para construir um modelo de rede flexível fabric. A idéia é substituir a busca na tabela na máquina de encaminhamento por operações elementares com base em um sistema numérico de resíduos. Isso fornece ferramentas para projetar uma rede sem estado no núcleo, com a utilização do controle centralizado do OpenFlow. Como prova de conceito, um protótipo é validado usando o ambiente de emulação Mininet e OpenFlow 1.0. Os resultados indicam redução de RTT acima de 50%, especialmente para redes com tabelas de fluxo densamente ocupadas. KeyFlow alcança mais de 30% de redução no volume de estado relativo aos fluxos ativos na rede.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5435_Dissertacao_Pedro_Paulo_Piccoli_2013.pdf: 2227623 bytes, checksum: 0e9bad0e41cc7e28f1e06b4039f2d61f (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 O uso dos próprios servidores no encaminhamento/roteamento de pacotes propicia um ganho de flexibilidade e redução de custos e consumo de energia nas redes de datacenters. Todavia, a associação de uma nova funcionalidade aos servidores pode levar a uma redução em seu desempenho e por consequência influenciar no próprio desempenho da rede. Este trabalho investiga experimentalmente o processo básico de encaminhamento de pacotes por servidores. Serão analisados parâmetros como vazão, latência e perda de pacotes de forma a identificar o melhor modelo de implementação entre as alternativas de comutação de tráfego: circuitos, rajadas e pacotes. C omo ferramenta de realização de experimentos foi utilizado o Click Modular Rou ter assim como as modalidades nativas de encaminhamento do Kernel, enquanto para a coleta de parâmetros de desempenho utiliza mos o conjunto Oflops- NetFPGA. Uma das principais conclusões é que com um eficiente método de classificação de pacotes, o modelo de rajadas, e encaminhamento via Kernel L inux se mostram como melhores opções na implementação das redes de datacenter centradas em servidores, alinhando uma maior vazão a um menor consumo da CPU.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5953_.pdf: 1630992 bytes, checksum: 8109a638255628096e2d5858d93042b3 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 Assim como as redes de computadores convencionais, as Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) estão sujeito aos mais diversos ataques, como negação de serviço, falsificação de endereços, comprometimento de nós, e outros ataques específicos para redes de sensores. Num cenário de emprego das RSSF em Cidades Inteligentes, a preocupação com a segurança toma uma dimensão ainda maior, considerando que dados críticos passarão a circular a todo o instante pela infra-estrutura de comunicação provida pelas redes. Neste sentido, a realização de pesquisas em segurança em RSSF se reveste de grande importância, e abre espaço para o desenvolvimento de trabalhos voltados para a criação de novos algoritmos, protocolos, ferramentas e ambientes específicos de Redes de Sensores sem Fio que contribuam para o aumento da segurança da rede. Este trabalho propõe um ambiente de experimentação para RSSF que permite simular redes mistas, interagir com as mesmas e avaliá-las no que diz respeito ao consumo de energia, topologia estabelecida, pacotes enviados/recebidos, etc. O ambiente desenvolvido é capaz de simular redes 6LoWPAN, sendo possível acessar os nós sensores através de seus respectivos endereços IPv6. A abordagem proposta permite que aplicações possam, remotamente, através da Internet, comunicar-se com a rede 6LoPAN, abstraindo-se do fato do ambiente ser completamente simulado. Como prova de conceito, foi simulada uma rede 6LoWPAN e, como método de avaliação de ataques, foi implementado um nó sybil, que foi injetado na topologia da rede, sendo posteriormente avaliada a organização topológica da rede com e sem o nó sybil em execução. Uma característica interessante da arquitetura proposta é que ela possibilita o teste remoto de aplicações; assim, uma máquina com maior capacidade de processamento pode ficar encarregada de gerar e simular a rede de sensores, enquanto as aplicações que coletam e tratam os dados são localizadas em outra máquina com menor capacidade de processamento. Como contribuição adicional o trabalho propõe uma metologia de associação à rede que baseada em chaves pré-compartilhadas. Essa metodologia visa mitigar ataques onde nós maléficos assumem diversas identidades na rede a fim de prejudicar a visão topológica da mesma. Além disto, é apresentado um mecanismo de proteção da chave pré-compartilhada através do processo de armazenamento somente em memória volátil, o que dificulta a descoberta da chave no caso do comprometimento de um nó, ou possibilita a destruição da chave junto com a morte do sensor ao término de sua energia.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3853_dissertacao_salim_mussi_2011.pdf: 1594100 bytes, checksum: 465ade86620395372c3454139c9b655c (MD5) Previous issue date: 2011-12-15 O tráfego da Internet é dominado por transações de curta duração. Todavia, apesar da grande quantidade, os fluxos curtos são responsáveis por uma pequena porção da carga total dos enlaces e ainda disputam, injustamente, recursos com conexões que transportam grandes volumes de dados. O desempenho de sessões TCP (Transmission Control Protocol) operando em fase de slow-start ou em regime de pequenas janelas sofre de forma significativa ao com- partilhar buffers e capacidade dos enlaces com grandes rajadas oriundas de sessões na fase de controle de congestionamento. Uma forma de amenizar essa desigualdade é tratar diferencia- damente fluxos curtos e longos. Neste trabalho estudamos, desenvolvemos e implementamos técnicas sem manutenção de estados (stateless) de forma a atingirmos um bom compromisso entre eficiência e complexidade na diferenciação de serviço entre fluxos curtos e longos. Do ponto de vista metodológico, optamos pela implementação experimental sobre roteadores fí- sicos e utilizando tráfego real. Esta escolha trouxe maior confiabilidade aos resultados, uma vez que eles não ficaram atrelados à qualidade dos modelos de simuladores, os quais são fre- quentemente simplórios demais para corresponder ao real comportamento de uma rede. Para a implementação de roteadores que viabilizassem a alteração dos esquemas de tratamento de pacotes utilizou-se a plataforma Click. Em relação à metodologia de testes, propomos um ambi- ente controlado que possibilita comparações entre diferentes técnicas sob tráfego real, oriundo de um backup de um hard-disk via FTP (File Transfer Protocol). Dentre as técnicas de diferen- ciação de fluxos, apresentamos, no conhecimento dos autores, a primeira implementação física de um roteador com o mecanismo RuN2C (Running Number 2 Class). Trazemos ainda a con- tribuição da investigação de seu desempenho quando diferentes técnicas de escalonamento são aplicadas. Propomos ainda um novo método de diferenciação de fluxos, denominado RAFLE (Random Assorter of Flow LEngths), que não exige nenhuma alteração de protocolos hoje exis- tentes, o que facilitaria sua implantação em ambiente em operação. A classificação de pacotes pertencentes a fluxos longos e curtos é inferida a partir de uma pequena tabela com as informa- ções de identificação dos últimos pacotes encaminhados, não sendo necessário manter estados dos fluxos ativos. Como resultados relevantes podemos destacar que o desempenho do RAFLE supera o RUN2C e aproxima-se bastante do desempenho da diferenciação com conhecimento completo dos fluxos (full-state) em diferentes cenários de tráfego.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3856_DissertacaoMestradoFabbianoFiorinFerrari.pdf: 1712967 bytes, checksum: 6f74ffe584a475a8284e28507c9c86ba (MD5) Previous issue date: 2011-09-06 Para atender a crescente demanda por serviços de telecomunicações, com aplicações exigindo cada vez mais das redes de núcleo, as Redes Ópticas de Transporte (OTN Optical Transport Network), baseadas em multiplexação por comprimento de onda (WDM - Wavelength-Division Multiplexing) e no SONET/SDH (Synchronous Optical NETwork/ Synchronous Digital Hierarchy), surgem para prover serviços de transporte óptico mais eficiente. A OTN consolida-se como a nova geração de redes ópticas, cabendo à ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Section) fornecer a padronização para os fabricantes de equipamentos e soluções de redes de transporte. Uma vez que essas novas tecnologias de redes oferecem maiores possibilidades de tráfego, proteção, restauração, comutação e qualidade de serviço para múltiplos clientes, há um aumento na complexidade da rede como um todo e no modo de gerenciamento desta. Neste cenário, com o objetivo de aprimorar o gerenciamento dessas redes, busca-se a automatização das suas funcionalidades. Nesta dissertação é apresentada uma proposta de arquitetura para o plano de gerência das redes OTN visando integração das funcionalidades de gerência e o plano de transporte. São desenvolvidos mecanismos para a descoberta automática da topologia e recursos da rede, baseando-se nos procedimentos descritos na recomendação ITU-T G.7714 e na IETF RFC4204 (LMP Link Management Protocol). A arquitetura e os procedimentos implementados são validados através de simulação no software OMNeT++, onde um framework de simulação de redes OTN está em desenvolvimento pelo grupo de pesquisa do Laboratório de Telecomunicações (LabTel) na UFES com o objetivo de analisar, testar e validar comportamentos e funcionalidades das redes OTN.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4102_.pdf: 1488400 bytes, checksum: b9fdaef7b735ecef011ec42090847fa2 (MD5) Previous issue date: 2010-08-28 Resumo: Assim como em todos os principais sistemas de TV digital terrestre, o middleware brasileiro Ginga suporta tanto aplicações declarativas (através da sua apresentação via ambiente declarativo Ginga-NCL) quanto aplicações procedurais (através da sua execução, via ambiente procedural Ginga-J). Diferentemente dos dispositivos fixos, a normatização brasileira estabelece que para os dispositivos portáteis, somente o ambiente Ginga-NCL é obrigatório. Hoje existem no Brasil alguns dispositivos portáteis que permitem a recepção do sinal de TV digital. No entanto, uma minoria destes aparelhos estão equipados com o middleware adotado pelo Sistema Brasileiro de Televisão Digital - SBTVD. Sabidamente, ainda não existe nenhum dispositivo capaz de executar aplicações para televisão digital utilizando a plataforma Android como sistema operacional. Não existe também nenhuma implementação aberta disponível para a comunidade científica, de um middleware capaz de reproduzir aplicações, no padrão brasileiro, para televisão digital em dispositivos portáteis. Este trabalho descreve o processo utilizado para implementação do Ginga-NCL, bem como detalhes da codificação, para dispositivos portáteis baseados no sistema operacional Android\texttrademark. Como meio de validar a implementação, foram conduzidos experimentos para analisar a execução de aplicações NCL, bem como o uso de recursos do dispositivo portátil.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3600_.pdf: 2922700 bytes, checksum: 46fdea589d8788a869ce051e5ae42d93 (MD5) Previous issue date: 2010-08-18 Este trabalho apresenta uma abordagem para garantir a privacidade de localização geográfica durante consultas públicas a um Serviço Baseado em Localização (SBL). A ideia-chave apoia-se em médias aleatórias que permitem gerar regiões de anonomização integrando aspectos de aglomeração e aleatoriedade em uma única abordagem. Tal abordagem é avaliada levando-se em conta grau de anonimidade, tempo de consulta e precisão de localização. Simulações são executadas assumindo-se que os usuários são distribuídos sobre uma região de acordo com i) uma função de distribuição Uniforme; ii) uma função de distribuição Gaussiana; e iii) traços de mobilidade. Os resultados indicam que a abordagem propicia a obtenção de rotas com precisão aceitável, mantendo nível de anonimização e tempo de consulta satisfatórios.

Histamine may contribute to the pathology of MS and its animal model EAE. We explored the effects of histamine and specific HR agonists on activation and migratory capacity of myelin-autoreactive T cells. We show that histamine in vitro inhibits proliferation and IFN-γ production of mouse T cells activated against PLP139–151. These effects were mimicked by the H1R agonist HTMT and the H2R agonist dimaprit and were associated with reduced activation of ERK½ kinase and with increased levels of cell cycle inhibitor p27Kip-1, both involved in T cell proliferation and anergy. H1R and H2R agonists reduced spontaneous and chemokine-induced adhesion of autoreactive T cells to ICAM-1 in vitro and blocked firm adhesion of these cells in inflamed brain microcirculation in vivo. Thus histamine, through H1R and H2R, inhibits activation of myelin-autoreactive T cells and their ability to traffic through the inflamed BBB. Strategies aimed at interfering with the histamine axis might have relevance in the therapy of autoimmune disease of the CNS.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2876_DissertacaoMestradoFlavioRabellodeSouza.pdf: 1574990 bytes, checksum: 7dd69f52f55e82ba353637e29f69839f (MD5) Previous issue date: 2008-12-17 O explosivo crescimento de demanda de tráfego observada nas últimas décadas, tanto em largura de banda quanto em velocidade de aprovisionamento, vem sendo a base para a criação de novas estratégias dinâmicas que irão mudar radicalmente os aspectos das redes metropolitanas. Tal evolução deve transformar os conceitos de rede de acesso e de rede metropolitana. A fim de endereçar esta demanda, as redes metropolitanas existentes precisarão evoluir não apenas na direção da opticalização da infra-estrutura, mas também na ampliação da capacidade de rápida reconfiguração da rede para atender demandas dinâmicas. Com base nesta perspectiva, esta dissertação de mestrado analisa o contexto atual das tecnologias de redes ópticas e redes ethernet metropolitanas, contemplando normas e padrões envolvidos. Avaliamos também a abordagem da arquitetura Light-trail (LT) como proposta para o cenário das redes metropolitanas. Em seguida apresentamos o conjunto normativo vigente relacionado à infra-estrutura de Operation, Administration & Maintenance (OAM) para redes ethernet. Por fim, apresentamos nossa proposta de integração entre redes metro ethernet e LT. Nesta proposta implementamos experimentalmente um arranjo capaz de representar uma rede metro-LT mínima, desenvolvemos um dispositivo microcontrolado desempenhando o papel de shutter opto-mecânico e apresentamos nossa implementação de um subsistema mínimo de OAM, capaz de avaliar qualitativamente os segmentos ópticos que compõem os LTs. Estudos de casos de tempos de comutação de LT e da influência de fenômenos de camada física, tais como ruído ASE e interferência homódina, também foram realizados.