Titulo Estágio
Redes de Comunicação Veicular definidas por software
Áreas de especialidade
Comunicações, Serviços e Infraestruturas
Engenharia de Software
Local do Estágio
DEI-FCTUC/CISUC
Enquadramento
Os recentes avanços na indústria automóvel e nas tecnologias de telecomunicações vieram impulsionar os Sistemas Inteligentes de Transporte, nos quais as Redes de Comunicação Veicular têm uma elevada importância. Devido às suas características e necessidades particulares, estas redes necessitam de novas arquiteturas e modelos de comunicação mais flexíveis que os modelos tradicionais que foram construídos sobre o protocolo IP e cuja operação está totalmente dependente de uma unidade de controlo central. A aplicação, neste contexto, de Redes Definidas por Software (Software Defined Networks, SDN) apresenta a oportunidade de usar a sua flexibilidade, programabilidade e capacidade de abstração, para permitir a exploração de novas arquiteturas e modelos de comunicação veiculares, dando origem ao conceito de Redes Veiculares Definidas por Software (Software Defined Vehicular Networks, SDVN).
O projeto MH-SDVanet tem como objetivo o desenho e implementação de uma arquitetura para redes veiculares 5G, com suporte de multihoming (possibilidade de conexão a mais que uma rede simultaneamente), capaz de responder às necessidades dos seus utilizadores, sejam eles os veículos ou os seus ocupantes. Para a gestão desta nova rede, e de forma a responder aos seus requisitos de performance e flexibilidade, irá recorrer-se a tecnologias de redes definidas por software (SDN). Esta gestão mais flexível possibilitará cenários de rede mais exigentes, como o de veículos de condução autónoma ou de missões críticas (e.g., recorrendo a drones ou análise inteligente dos dados de múltiplos sensores e dispositivos).
Embora a gestão de redes por software seja habitualmente tratada recorrendo ao protocolo OpenFlow, este protocolo já não é suficiente para suportar a complexidade prevista para as redes veiculares de última geração onde a mobilidade e o multihoming são uma necessidade. Neste contexto, irá ser explorado em alternativa o P4 (Programming Protocol-independent Packet Processors), uma linguagem de programação para dispositivos de rede, como switches e routers, que disponibiliza uma maior flexibilidade e funcionalidades avançadas.
O estagiário será enquadrado numa equipa de investigação do projeto MH-SDVanet onde participará no desenvolvimento de uma nova arquiteturapara redes veiculares e onde terá a possibilidade de interagir com equipas de investigação de universidades parceiras, trabalhando com tecnologias de última geração na área das redes.
Objetivo
O estágio a desenvolver tem 3 objetivos principais:
- Desenhar a arquitetura de uma Framework de gestão de rede que suporte multihoming e mobilidade para redes veiculares, com suporte de SDN e P4;
- Implementar algumas das funcionalidades de gestão de multihoming e mobilidade da Framework usando P4;
- Avaliar a Framework em topologias virtualizadas e em equipamento com suporte P4.
Adicionalmente, espera-se que como resultado do trabalho seja possível a publicação de um artigo científico numa conferência ou revista internacional.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
T1.1 – Análise do estado da arte: mecanismos de P4 e SDN/P4 para gestão de mobilidade e multihoming.
T1.2 – Desenho preliminar da Framework de gestão.
T1.3 – Desenho e implementação de protótipos usando programas P4, para funcionalidades de encaminhamento de tráfego.
T1.4 – Escrita do relatório intermédio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
T2.1 – Implementação da Framework de gestão de mobilidade e multihoming com recurso a SDN e P4.
T2.2 – Avaliação da Framework em diferentes topologias e equipamento.
T2.3 – Elaboração da documentação para efeitos de dissertação e de publicação científica.
Condições
O aluno terá acesso a todos os recursos computacionais necessários para desenvolver o trabalho. Será também disponibilizado um local de trabalho no CISUC (Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra). A avaliação através de simulação poderá ser feita recorrendo a recursos computacionais disponíveis no departamento.
Existe a possibilidade de atribuição de uma bolsa de investigação.
Observações
As atividades propostas nesta dissertação enquadram-se no projeto MH-SDVANET ([url=https://www.cisuc.uc.pt/en/projects/mh-sdvanet-multihomed-software-defined-vehicular-networks]https://www.cisuc.uc.pt/en/projects/mh-sdvanet-multihomed-software-defined-vehicular-networks[/url]).
Porque é que este estágio é interessante?
- Participação num projeto nacional financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) que envolve diferentes unidades de investigação;
- Possibilidade de contribuir para uma Internet mais ubíqua e em cenários de redes veiculares;
- Possibilidade de trabalhar com tecnologia de última geração (P4, mmWave, 802.11p).
Este estágio é orientado pelos docentes: Bruno Sousa e Vasco Pereira
Orientador
Bruno Sousa
bmssousa@dei.uc.pt 📩