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Submitted by pbrandao on Mon, 09/21/2020 - 18:25
Resumo: 

No universo de administração, configuração e gestão de máquinas e redes, utilitários de suporte e monitorização são um
elemento útil para facilitar o trabalho. Estas ferramentas podem ser meros visualizadores ou também atuadores sobre os
dados, processos ou outros elementos relevantes. Alguns exemplos destas ferramentas são a aplicação top[1] que
monitoriza em tempo real os vários processos existentes; htop[2], uma versão mais rica em funcionalidade do top; o
glances[3] um utilitário que partilha de alguma funcionalidade com os anteriores, mas estende para outras áreas como as
interfaces de rede, a utilização de disco e sensores.

Também na área de redes existem alguma ferramentas para obter informações em tempo real e até atuação sobre os
elementos. Entre as mais comuns e suportadas encontram-se network-manager[4], horst[5], wavemon[6], iftop[7], ntopng[8].
Uma análise exploratória destas ferramentas e as suas capacidades já foi conduzida num trabalho anterior, na unidade
curricular de projeto.

Outra possibilidade de recolha deste tipo de informações é através de observação direta de variáveis e chamadas de
funções do kernel e/ou drivers, isto é possível sem grande impacto na performance com um ferramenta como o eBPF[9].

Uma das dificuldades detetadas nas ferramentas existentes é a dificuldade de automatizar o processo de recolha e
processamento de dados das redes WiFi.

Outro dos problemas encontrados é a falta de alguns dados e até incompatibilidade com alguns tipos de rede nas
ferramentas existentes (exemplo: horst e wavemon têm campos em falta ou não detetam corretamente o tipo de rede quando a
rede é Mesh).

Nesta tese procura-se explorar e expandir a recolha de métricas de rede, em particular redes WiFi 802.11
(infraestruturado (AP e cliente), não infraestruturado (Ad-hoc) e Mesh), com uso das ferramentas existentes, mas
sobretudo com o uso de eBPF.

Parte do trabalho envolve uma exploração do funcionamento da transmissão de tramas WiFi em Linux, particularmente a
seleção de taxas de transmissão e funcionamento do protocolo de encaminhamento das redes Mesh (HWMP[10]) nas suas
implementações atuais no módulo de kernel mac80211[11].

Durante o decurso deste trabalho, casos de uso específicos vão ser fornecidos, mas há abertura para exploração de outros
casos que sejam do interesse do estudante.
Objetivos: 

    escolha de uma ou mais ferramentas para a automatização da recolha de métricas em redes 802.11;
    design de uma nova ferramenta que, utilizando a(s) definidas acima, consiga efetuar testes de protocolos em redes
    802.11;
    implementação e teste da ferramenta.

Inovação: 

    medição automatizada de parâmetros associados a redes 802.11;
    possibilidade de realização de testes de protocolos em redes 802.11 com medição de parâmetros da camada de ligação.

Referências: 

    [1] - https://linux.die.net/man/1/top
    [2] - https://linux.die.net/man/1/htop
    [3] - https://nicolargo.github.io/glances/
    [4] - https://wiki.gnome.org/Projects/NetworkManager & https://developer.gnome.org/NetworkManager/stable/nmcli.html
    [5] - https://github.com/br101/horst
    [6] - https://github.com/uoaerg/wavemon
    [7] - https://linux.die.net/man/8/iftop
    [8] - https://github.com/ntop/ntopng
    [9] - http://www.brendangregg.com/blog/2019-01-01/learn-ebpf-tracing.html
    [10] - https://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Wireless_Mesh_Protocol e https://ieeexplore.ieee.org/document/5375910
    [11] - https://wireless.wiki.kernel.org/en/developers/documentation/mac80211 e https://github.com/torvalds/linux/tree/master/net/mac80211
    [12] - Plataforma de testes https://www.fed4fire.eu/testbeds/w-ilab-t/

Responsável: 
Rui Prior <rprior@dcc.fc.up.pt>
Eduardo Soares <esoares@dcc.fc.up.pt>
Pedro Brandão <pbrandao@dcc.fc.up.pt>
Atribuído: 
Carlos Tiago Gomes Pinto
Curso: 
M:CC
MI:ERS