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Development of Control Systems for Safety Instrumented Systems

SQUILLANTE JUNIOR, R.; Santos Filho, Diolino Jose dos; Junqueira, Fabrício; Miyagi, Paulo Eigi
Fonte: IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC Publicador: IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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25.58%
Safety Instrumented Systems (SIS) are designed to prevent and / or mitigate accidents, avoiding undesirable high potential risk scenarios, assuring protection of people`s health, protecting the environment and saving costs of industrial equipment. The design of these systems require formal methods for ensuring the safety requirements, but according material published in this area, has not identified a consolidated procedure to match the task. This sense, this article introduces a formal method for diagnosis and treatment of critical faults based on Bayesian network (BN) and Petri net (PN). This approach considers diagnosis and treatment for each safety instrumented function (SIF) including hazard and operability (HAZOP) study in the equipment or system under control. It also uses BN and Behavioral Petri net (BPN) for diagnoses and decision-making and the PN for the synthesis, modeling and control to be implemented by Safety Programmable Logic Controller (PLC). An application example considering the diagnosis and treatment of critical faults is presented and illustrates the methodology proposed.

Qualidade de serviço em rede IP utilizando logica fuzzy; Quality of service in IP network using fuzzy logic

Raulison Alves Resende
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/07/2006 Português
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25.78%
A teoria de conjuntos fuzzy provê um ferramental para desenvolver processos aproximados de raciocínio quando a informação disponível é incerta, incompleta, imprecisa ou vaga. Com as novas ferramentas emergentes na área de inteligência computacional, tais como lógicas não padronizadas, redes neurais e raciocínio simbólico, esta nova teoria é um acréscimo bem-vindo ao repertório de ferramentas tradicionais apropriadas. Neste sentido, esta tese propõe três estratégias para o provimento de qualidade de serviço em redes IP, usando lógica fuzzy. Como primeira proposta é implementado um módulo inteligente para gerenciamento da QoS por meio da criação de políticas para roteadores do tipo DiffServ. A segunda estratégia consiste em um algoritmo fuzzy que resolve o problema de roteamento baseado em restrição de tempo com mínimo custo. Esta proposta apresentou resultados satisfatórios quando comparada com a solução sem lógica fuzzy. E, por último, se propõe um controlador de admissão de conexão para tratar as informações com certo grau de incertezas em redes IP com MPLS. O controlador apresenta as seguintes vantagens: flexibilização da admissão de conexão e possibilidade de incluir mais informações da rede e do tráfego na tomada da decisão sem aumentar consideravelmente a complexidade do controlador; Fuzzy set theory provides a machinery for carrying out approximate reasoning processes when available information is uncertain...

Avaliação de mecanismos para gerenciamento da fila da interface do host controller bluetooth

Horstmann, Gilson Norberto
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 1 v.| il., grafs., tabs.
Português
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25.71%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação; Este trabalho aborda o conceito de qualidade de serviços aplicada em dispositivos que utilizam a tecnologia Bluetooth. O Bluetooth é uma tecnologia de comunicação de rádio-freqüência, baixo consumo de energia, baixo alcance e alta capacidade de transferência de sinais. Bluetooth forma redes chamadas ad hoc, onde o dispositivo master é o que inicia o processo de descobrimento de outros dispositivos sob sua área de cobertura de sinal. Os dispositivos que respondem ao master são chamados de slaves, e assim formam piconets. Quando há sobreposição de áreas de cobertura entre piconets, e há troca de sinalização entre elas, formam-se as scatternets. Na pilha de protocolos do Bluetooth estão os protocolos L2CAP e Baseband, e entre eles está a interface do Host Controller. Através desta interface, o L2CAP envia comandos para o Baseband e, no sentido contrário, o Baseband envia eventos para o host. Num dispositivo slave pode haver uma aplicação gerando tráfego melhor esforço em taxas superiores à outra aplicação gerando tráfego com requisitos de qualidade de serviços. Pela diferença das taxas de geração de tráfego...

Metodologias de projeto para sistemas de controle via redes

Santos, Max Mauro Dias
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Tese de Doutorado Formato: vii, 110 f.| il., grafs., tabs.
Português
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15.69%
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção; O sistema de controle via redes (Network Control Systems - NCS), consiste em malhas de controle realimentado sob um sistema de comunicação, sendo uma área de pesquisa multid iscip linar que integra as redes de comunicação, sistemas de tempo real e sistemas de controle. Neste trabalho é demonstrada a análise do impacto dos atrasos induzidos pelas redes de comunicação em NCS, como também a apresentação de metodologias de projetos com a simulação deste sistema, objetivando garantir desempenho e estabilidades aceitáveis em malhas de controle. As redes de comunicação são estudadas através das propriedades temporais do escalonamento de mensagens em tempo real, análogas ao escalonamento de tarefas de tempo real numa CPU (Central Processing Unit). São abordados três tipos de redes de comunicação em tempo real de padrão aberto e analisado o tempo de resposta das mensagens. Analisou-se o impacto do instante de amostragem e atraso sobre o desempenho de controle em sistemas de controle por computador e a problemática de sistemas de controle via redes, através de diferentes arquiteturas de NCS; além de ter-se demonstrado um estudo de caso do impacto das redes sobre o desempenho de NCS. Apresentou-se também métodos de projeto NCS baseado no WCRT (Worst Case Response Time) ou tempo de resposta das instâncias de mensagens no pior caso. O método apresentado permite ao projetista especificar um controlador em função do instante de amostragem e atraso de entrada-saída. Baseado nos conceitos de Margem de Atraso e Margem de Jitter para análise de estabilidade e projeto de sistemas de controle em tempo real...

Uma contribuição ao desenvolvimento de sistemas de controle via redes usando a margem de jitter

Santos, Tito Luís Maia
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xx, 103 p.| il., grafs., tabs.
Português
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35.53%
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.; Neste trabalho, são avaliadas algumas propriedades dos sistemas de controle via redes de comunicação industrial. Este problema se torna particularmente interessante uma vez que o ambiente de rede impõe restrições à determinação dos períodos de amostragem. Além desta restrição, em sistemas como estes, podem existir atrasos que variam ao longo do tempo. Os desafios que surgem nestes tipos de sistemas são analisados através de uma ferramenta de análise conhecida como "margem de jitter" a qual será explorada de maneira a consolidar a sua importância e ampliar a sua gama de aplicações. A margem de jitter será discutida segundo três perspectivas. Na primeira delas discute-se o efeito da discretização dos controladores em sistemas via redes que apresentam limitação da largura de banda. Num segundo momento, a margem de jitter é usada como instrumento para realização de redistribuição dos períodos de amostragem em malhas que compartilham uma rede do tipo Controller Área Network. Por fim, discute-se o efeito provocado por incertezas do modelo nas análises realizadas a partir da margem de jitter. As discussões são ilustradas com o auxílio de simulações.

A Bio-inspired architecture for adaptive quadruped locomotion over irregular terrain

Matos, Vítor Emanuel da Silva
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 20/01/2014 Português
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15.68%
Tese de doutoramento Programa Doutoral em Engenharia Electrónica e de Computadores; This thesis presents a tentative advancement on walking control of small quadruped and humanoid position controlled robots, addressing the problem of walk generation by combining dynamical systems approach to motor control, insights from neuroethology research on vertebrate motor control and computational neuroscience. Legged locomotion is a complex dynamical process, despite the seemingly easy and natural behavior of the constantly present proficiency of legged animals. Research on locomotion and motor control in vertebrate animals from the last decades has brought to the attention of roboticists, the potential of the nature’s solutions to robot applications. Recent knowledge on the organization of complex motor generation and on mechanics and dynamics of locomotion has been successfully exploited to pursue agile robot locomotion. The work presented on this manuscript is part of an effort on the pursuit in devising a general, model free solution, for the generation of robust and adaptable walking behaviors. It strives to devise a practical solution applicable to real robots, such as the Sony’s quadruped AIBO and Robotis’ DARwIn- OP humanoid. The discussed solutions are inspired on the functional description of the vertebrate neural systems...

Ajuste de controladores por optimização não linear multiobjectivo

Salgado, Norberto Emanuel Godinho
Fonte: Universidade de Aveiro Publicador: Universidade de Aveiro
Tipo: Dissertação de Mestrado
Português
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15.6%
Este trabalho enquadra-se na área de controlo de sistemas dinâmicos baseado em modelos. O projecto de um controlador, aplicando a teoria clássica do controlo envolve vários passos. Primeiro, a partir das leis físicas é determinado o modelo (normalmente não-linear), que melhor descreve o comportamento dinâmico do processo. A seguir, através das técnicas de linearização e considerações práticas é determinado um modelo linear e mais simples do processo. O terceiro passo, passa por implementar técnicas de controlo clássico para escolher o tipo do compensador e ajustar os seus parâmetros. Depois de testes em esquemas de simulação, o compensador projectado é implementado na prática e normalmente é realizado um ajuste adicional dos parâmetros. Este procedimento funciona bem para processos naturalmente lineares ou com não-linearidades desprezáveis. Para processos inevitavelmente não-lineares, a estratégia acima mencionada não consegue atingir as especificações pretendidas. As alternativas são sacrificar a qualidade do sistema compensado e continuar a utilizar compensadores clássicos ou implementar técnicas mais complexas como por exemplo controladores difusos e controladores não-lineares baseados em redes neuronais artificiais. Uma terceira hipótese passa por conseguir um compromisso...

A SCADA System for Energy Management in Intelligent Buildings

Figueiredo, Joao; Sá da Costa, Jose
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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15.74%
This paper develops an energy management platform for intelligent buildings using a SCADA system (Supervisory Control And Data Acquisition). This SCADA system integrates different types of information coming from the several technologies present in modern buildings (control of ventilation, temperature, illumination, etc.). The developed control strategy implements an hierarchical cascade controller where inner loops are performed by local PLCs (Programmable Logic Controller), and the outer loop is managed by a centralized SCADA system, which interacts with the entire local PLC network. In this paper a Predictive Controller is implemented above the centralized SCADA platform. Tests applied to the control of temperature and luminosity in huge-area rooms are presented. The developed Predictive Controller optimizes the satisfaction of user explicit preferences coming from several distributed user-interfaces, subjected to the overall constraints of energy waste minimization. In order to run the Predictive Controller with the SCADA platform a communication channel was developed to allow communication between the SCADA system and the MATLAB application where the Predictive Controller runs.

A dynamic analysis of the ventilatory response to hypoxia in man.

Bertholon, J F; Eugene, M; Labeyrie, E; Teillac, A
Fonte: PubMed Publicador: PubMed
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em /01/1989 Português
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15.72%
1. The dynamics of the ventilatory response to isocapnic hypoxia were studied in seven healthy subjects using four different levels of hypoxia, (inspired oxygen pressures, PI,O2 equal to 110, 100, 80 and 60 mmHg) successively increasing and decreasing stepwise. 2. Five such progressions were performed for each subject, corresponding to five different durations of the steps (t) ranging between 0.33 and 5.00 min. The overall duration of one test (T) was taken as the sum of the seven successive PI,O2 hypoxic steps (t) plus one step t of air breathing. Thus, the values of T ranged between 2.6 and 40.0 min. 3. End-tidal CO2 pressure was maintained constant (+/- 1 mmHg) throughout the test by manipulation of inspired CO2 pressure. 4. We measured, as a function of T, (i) the magnitude of the loops formed by the ventilatory response curves (PA,O2-VE) as measured by their surface area (S), (ii) the magnitude of ventilatory response to each rising hypoxic step, and (iii) the difference between resting VE and VE observed at PA,O2 equal to 50 mmHg (delta V50). On average, we found one maximum in absolute value of S at T = 8 min and one minimum at T = 12 min, along with two maxima of ventilatory response at T values of 8 and 24 min. 5. The same measurements were made on tidal volume response curves (PA...

A Very Low Power MAC (VLPM) Protocol for Wireless Body Area Networks

Ullah, Niamat; Khan, Pervez; Kwak, Kyung Sup
Fonte: Molecular Diversity Preservation International (MDPI) Publicador: Molecular Diversity Preservation International (MDPI)
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 25/03/2011 Português
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25.57%
Wireless Body Area Networks (WBANs) consist of a limited number of battery operated nodes that are used to monitor the vital signs of a patient over long periods of time without restricting the patient’s movements. They are an easy and fast way to diagnose the patient’s status and to consult the doctor. Device as well as network lifetime are among the most important factors in a WBAN. Prolonging the lifetime of the WBAN strongly depends on controlling the energy consumption of sensor nodes. To achieve energy efficiency, low duty cycle MAC protocols are used, but for medical applications, especially in the case of pacemakers where data have time-limited relevance, these protocols increase latency which is highly undesirable and leads to system instability. In this paper, we propose a low power MAC protocol (VLPM) based on existing wakeup radio approaches which reduce energy consumption as well as improving the response time of a node. We categorize the traffic into uplink and downlink traffic. The nodes are equipped with both a low power wake-up transmitter and receiver. The low power wake-up receiver monitors the activity on channel all the time with a very low power and keeps the MCU (Micro Controller Unit) along with main radio in sleep mode. When a node [BN or BNC (BAN Coordinator)] wants to communicate with another node...

Mobile Monitoring and Embedded Control System for Factory Environment

Lian, Kuang-Yow; Hsiao, Sung-Jung; Sung, Wen-Tsai
Fonte: Molecular Diversity Preservation International (MDPI) Publicador: Molecular Diversity Preservation International (MDPI)
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 17/12/2013 Português
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15.62%
This paper proposes a real-time method to carry out the monitoring of factory zone temperatures, humidity and air quality using smart phones. At the same time, the system detects possible flames, and analyzes and monitors electrical load. The monitoring also includes detecting the vibrations of operating machinery in the factory area. The research proposes using ZigBee and Wi-Fi protocol intelligent monitoring system integration within the entire plant framework. The sensors on the factory site deliver messages and real-time sensing data to an integrated embedded systems via the ZigBee protocol. The integrated embedded system is built by the open-source 32-bit ARM (Advanced RISC Machine) core Arduino Due module, where the network control codes are built in for the ARM chipset integrated controller. The intelligent integrated controller is able to instantly provide numerical analysis results according to the received data from the ZigBee sensors. The Android APP and web-based platform are used to show measurement results. The built-up system will transfer these results to a specified cloud device using the TCP/IP protocol. Finally, the Fast Fourier Transform (FFT) approach is used to analyze the power loads in the factory zones. Moreover...

Design And Evaluation Of A Portable Electronic Flight Progress Strip System

Doble, Nathan; Hansman, R. John
Fonte: MIT International Center for Air Transportation Publicador: MIT International Center for Air Transportation
Tipo: Relatório Formato: 1031672 bytes; application/pdf
Português
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25.53%
There has been growing interest in using electronic alternatives to the paper Flight Progress Strip (FPS) for air traffic control. However, most research has been centered on radar-based control environments, and has not considered the unique operational needs of the airport air traffic control tower. Based on an analysis of the human factors issues for control tower Decision Support Tool (DST) interfaces, a requirement has been identified for an interaction mechanism which replicates the advantages of the paper FPS (e.g., minimal head-down time, portability) but also enables input and output with DSTs. An approach has been developed which uses a Portable Electronic FPS that has attributes of both a paper flight strip and an electronic flight strip. The prototype Portable Electronic Flight Progress Strip system uses handheld computers to replace individual paper strips in addition to a central management interface which is displayed on a desktop computer. Each electronic FPS is connected to the management interface via a wireless local area network. The Portable Electronic FPSs replicate the core functionality of paper flight strips and have additional features which provide an interface to a DST. A departure DST is used as a motivating example. This report presents the rationale for a Portable Electronic FPS system and discusses the formatting and functionalities of the prototype displays. A usability study has been conducted to determine the utility of the Portable Electronic FPS in comparison to paper flight strips. This study consisted of a human-in-the-loop experiment which simulated the tasks of an air traffic controller in an airport control tower environment. Specific issues explored during the experiment include the appropriateness of displaying departure advisories on the Portable Electronic FPS...

Controle inteligente de sistemas eletroidráulicos utilizando redes neurais artificiais

Fernandes, Josiane Maria de Macedo
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Norte; BR; UFRN; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
Português
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15.61%
This work describes the development of a nonlinear control strategy for an electro-hydraulic actuated system. The system to be controlled is represented by a third order ordinary differential equation subject to a dead-zone input. The control strategy is based on a nonlinear control scheme, combined with an artificial intelligence algorithm, namely, the method of feedback linearization and an artificial neural network. It is shown that, when such a hard nonlinearity and modeling inaccuracies are considered, the nonlinear technique alone is not enough to ensure a good performance of the controller. Therefore, a compensation strategy based on artificial neural networks, which have been notoriously used in systems that require the simulation of the process of human inference, is used. The multilayer perceptron network and the radial basis functions network as well are adopted and mathematically implemented within the control law. On this basis, the compensation ability considering both networks is compared. Furthermore, the application of new intelligent control strategies for nonlinear and uncertain mechanical systems are proposed, showing that the combination of a nonlinear control methodology and artificial neural networks improves the overall control system performance. Numerical results are presented to demonstrate the efficacy of the proposed control system; Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma estratégia de controle não linear para um sistema eletroidráulico. O sistema em questão é de terceira ordem...

Modeling and verification of a time-triggered networking protocol

Leen, Gabriel; Heffernan, Donal
Fonte: IEEE Computer Society Publicador: IEEE Computer Society
Tipo: info:eu-repo/semantics/conferenceObject; all_ul_research; ul_published_reviewed
Português
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35.61%
peer-reviewed; Analysis estimates that more than 80% of all current innovations within vehicles are based on distributed electronic systems. Critical to the functionality and application domain of such systems is the underlying communication network. Current advances in control networking technology indicate that time-triggered architectures offer improvements in deterministic behaviour, which are particularly appropriate for safety-critical and real-time applications. Here we present novel work on the formal specification and formal verification of a timetriggered protocol: ISO 11898-4 - Time Triggered communication on the Controller Area Network (TTCAN)®. This work has been carried out using the UPPAAL model checker based tool set which is capable of verifying safety properties as formalised by simple reachability properties. These verifiable properties are a subset of those possible in a full realisation of Timed Computation Tree Logic (TCTL). Three TTCAN network automata and a medium automaton were designed. Nine properties including deadlock were examined. The results provide a high degree of confidence in the correctness of the TTCAN protocol specification. The formal verification research work described here was conducted in parallel with the preparation of the ISO standard protocol specification for TTCAN.

High bandwidth communications links between heterogeneous autonomous vehicles using sensor network modeling and extremum control approaches

Kam, Khim Yee.
Fonte: Monterey, California. Naval Postgraduate School Publicador: Monterey, California. Naval Postgraduate School
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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25.68%
In future network-centric warfare environments, teams of autonomous vehicles will be deployed in a coorperative manner to conduct wide-area intelligence, surveillance and reconnaissance (ISR) missions in a tactical environment. The operational range of these survey vehicles is usually limited by the line-of-sight (LOS) and/or bandwidth constraints of the communication system. To increase the operational range and to allow real-time transmission of data back to the command station, autonomous vehicles configured with high bandwidth communication system are positioned between the command station and the survey vehicles acting as communication relay vehicles and flying sensors. This will allow the survey vehicles to transfer their data back to the command station on the move, thus improving the efficiency of the missions. In this thesis, an autopilot guidance and control algorithm was developed that will allow the relay vehicles to reposition themselves autonomously to maintain an optimal loitering flight path to maximize the quality of the communication link between the command station and survey vehicle. The main contributions of this thesis are two-fold. First, a communication propagation model was developed to predict the signal-to-noise (SNR) ratio of the communication link...

Secure monitoring for a secure smart grid

Medeiros, Rodrigo Barão de
Fonte: Universidade de Lisboa Publicador: Universidade de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2015 Português
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15.82%
Tese de mestrado, Engenharia Informática (Arquitectura, Sistemas e Redes de Computadores), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015; O crescimento das redes e a necessidade de responder à procura exigida pelo maior número de aplicações e a concomitante utilização de dados, levam a que a monitorização desempenhe um papel fundamental não só para os sistemas de redes actuais mas também na resposta a um crescimento futuro. O sistema de monitorização é uma componente crucial numa rede, suportando muitas funções essenciais como engenharia de tráfego, detecção de anomalias e diagnóstico de desempenho. Um dos requisitos principais para estas soluções avançadas na gestão da rede é a necessidade de precisão na monitorização. Contudo, as técnicas tradicionais de monitorização não estão preparadas para responder a estas necessidades. Um exemplo disso é o SNMP, o protocolo de gestão e monitorização da rede mais usado. O SNMP permite que pedidos sejam feitos aos switches para obter contadores por porto e por interface, e obter estatísticas gerais dos nós da rede. O problema é que muitos dos switches estão limitados aos contadores que agregam o tráfego para todo o switch e para as suas interfaces. Por consequência o SNMP não permite obter estatísticas a uma granularidade maior...

Aplicación de técnicas de estimación basadas en eventos a sistemas de control en red

Bilo'o, Félicité Myrlene
Fonte: Universidade de Alcalá Publicador: Universidade de Alcalá
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: application/pdf
Português
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15.57%
Los estimadores de estados cumplen una función fundamental en el diseño de controladores en el espacio de estados. En los sistemas de control en los que sensor y controlador comparten una red inalámbrica, se tiende a utilizar técnicas de estimación aperiódica. En este TFG se realiza una comparativa entre los estimadores periódicos y los basados en eventos (aperiódicos), tomando como referencia el Filtro de Kalman. Se analizan y comparan dos técnicas de estimación basada en eventos: send-on-delta y send-on-area. Se describe el principio de funcionamiento y se aplica a la estimación de estados de un robot P3-DX.; Event based estimators play a fundamental role in the design of controllers in state space representation. In control systems where the sensor and controller share a wireless network, aperiodic estimation is using. During this end of grade work, it is done a comparison between periodic estimators and event based estimators (aperiodic), taking the Kalman Filter as a reference. The two event based estimators that are analysed and compared are the following: send-on-delta and send-on-area. The operating principle is described and applicate to estimated states of P3-DX robot.; Grado en Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial

Towards Robot-independent Manipulation Behavior Description

Wirkus, Malte
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 10/12/2014 Português
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15.58%
In this paper we present a workflow to design and control robot manipulation behavior. To remain independent from particular robot hardware and an explicit area of application, an embedded domain specific language (eDSL) is used to describe the particular robot and a controller network that drives the robot. We make use of a) a component-based software framework, b) model-based algorithms for motion- and sensor processing representations, c) an abstract model of the control system, and d) a plan management software, to describe a sequence of software component networks that generate the desired robot behavior. As first results, we present an eDSL for the description of a robotic system composed of mechatronic subsystems, and for the creation of a multi-stage control network.; Comment: Presented at DSLRob 2014 (arXiv:1411.7148)

ICONA: Inter Cluster ONOS Network Application

Gerola, M.; Santuari, M.; Salvadori, E.; Salsano, S.; Campanella, M.; Ventre, P. L.; Al-Shabibi, A.; Snow, W.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 26/03/2015 Português
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35.65%
Several Network Operating Systems (NOS) have been proposed in the last few years for Software Defined Networks; however, a few of them are currently offering the resiliency, scalability and high availability required for production environments. Open Networking Operating System (ONOS) is an open source NOS, designed to be reliable and to scale up to thousands of managed devices. It supports multiple concurrent instances (a cluster of controllers) with distributed data stores. A tight requirement of ONOS is that all instances must be close enough to have negligible communication delays, which means they are typically installed within a single datacenter or a LAN network. However in certain wide area network scenarios, this constraint may limit the speed of responsiveness of the controller toward network events like failures or congested links, an important requirement from the point of view of a Service Provider. This paper presents ICONA, a tool developed on top of ONOS and designed in order to extend ONOS capability in network scenarios where there are stringent requirements in term of control plane responsiveness. In particular the paper describes the architecture behind ICONA and provides some initial evaluation obtained on a preliminary version of the tool.; Comment: Paper submitted to a conference

DISCO: Distributed Multi-domain SDN Controllers

Phemius, Kévin; Bouet, Mathieu; Leguay, Jérémie
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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15.65%
Modern multi-domain networks now span over datacenter networks, enterprise networks, customer sites and mobile entities. Such networks are critical and, thus, must be resilient, scalable and easily extensible. The emergence of Software-Defined Networking (SDN) protocols, which enables to decouple the data plane from the control plane and dynamically program the network, opens up new ways to architect such networks. In this paper, we propose DISCO, an open and extensible DIstributed SDN COntrol plane able to cope with the distributed and heterogeneous nature of modern overlay networks and wide area networks. DISCO controllers manage their own network domain and communicate with each others to provide end-to-end network services. This communication is based on a unique lightweight and highly manageable control channel used by agents to self-adaptively share aggregated network-wide information. We implemented DISCO on top of the Floodlight OpenFlow controller and the AMQP protocol. We demonstrated how DISCO's control plane dynamically adapts to heterogeneous network topologies while being resilient enough to survive to disruptions and attacks and providing classic functionalities such as end-point migration and network-wide traffic engineering. The experimentation results we present are organized around three use cases: inter-domain topology disruption...