Fabrício Barbosa de Carvalho

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Produções bibliográficas

• CARVALHO, FABRÍCIO B. ; FERREIRA, RONALDO A. ; CUNHA, ÍTALO ; VIEIRA, MARCOS A. M. ; RAMANATHAN, MURALI K. . State Disaggregation for Dynamic Scaling of Network Functions. IEEE/ACM Transactions on Networking , v. 32, p. 81-95, 2024.

• ZAVE, PAMELA ; CARVALHO, FABRICIO B. ; FERREIRA, RONALDO A. ; REXFORD, JENNIFER ; MORIMOTO, MASAHARU ; ZOU, XUAN KELVIN . A Verified Session Protocol for Dynamic Service Chaining. IEEE/ACM Transactions on Networking , v. 28, p. 1-15, 2020.

• BERGUETTI, M. S. ; CARVALHO, F. B. ; FERREIRA, R. A. . AFP: Um Escalonador de Requisições de Microsserviços Guiado por Feedback. In: XLII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC'24), 2024, Niterói, RJ. Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos. Porto Alegre, RS: SBC, 2024.

• HUAYTALLA, B. O. R. ; JACOBS, A. ; SILVA, M. V. B. ; CARVALHO, F. B. ; FERREIRA, R. A. ; WILLINGER, W. ; GRANVILLE, L. Z. . DWT in P4: Periodicity Detection in the Data Plane. In: IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2022, Rio de Janeiro, RJ. Proceedings of the IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), 2022. p. 1-6.

• CARVALHO, F. B. ; FERREIRA, R. A. ; CUNHA, I. F. S. ; VIEIRA, M. A. M. ; RAMANATHAN, M. K. . Dyssect: Dynamic Scaling of Stateful Network Functions. In: IEEE International Conference on Computer Communication (INFOCOM), 2022. Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM). New York, NY: IEEE, 2022.

• CARVALHO, F. B. ; FERREIRA, R. A. . S-Trace: Construindo Caminhos Causais em Redes Definidas por Software. In: XXXIII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC'15), 2015, Vitória, ES. Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos. Porto Alegre, RS: SBC, 2015.

• SILVA JR, B. A. ; CARVALHO, F. B. ; FERREIRA, R. A. . Nemo: Procurando e Encontrando Anomalias em Ambientes Distribuídos. In: XXXI Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos (SBRC'13), 2013, Brasília, DF. Anais do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos. Porto Alegre, RS: SBC, 2013.

Projetos de pesquisa

• 2023 - Atual

  Aceleração de Aplicações Sensíveis a Atrasos em Ambientes Virtualizados, Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Ronaldo Alves Ferreira em 10/11/2024., Descrição: Aplicações em nuvem são complexas e normalmente decompostas em microserviços que devem executar em baixíssimas latências para não impactarem seus desempenhos. Porém, microserviços geralmente executam em containers e incorrem em altas latências quando utilizam a pilha de protocolos de um sistema operacional (SO) de propósito geral como Linux. Trabalhos recentes lidam com esse problema de duas maneiras. Alguns procuram otimizar protocolos de transporte para se beneficiarem dos serviços e ferramentas oferecidos pelo SO, enquanto outros desenvolvem novas pilhas de protocolo que executam em espaço de usuário e usam técnicas de {\em kernel bypass} para evitar sobrecargas do SO. Entretanto, as duas abordagens ainda possuem várias lacunas que levam a desempenhos ruins e atrasos no processamento de requisições. Neste projeto abordaremos dois problemas fundamentais para suportar aplicações que são sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados: \textit{(i) como parâmetros do protocolo de transporte interferem no desempenho de aplicações em ambientes virtualizados; e (ii) como diminuir a latência de aplicações em sistemas multicores que utilizam {kernel bypass}}. Para o primeiro problema, investigaremos métodos para entender os efeitos dos parâmetros de protocolos de transporte legados, como TCP e QUIC, considerando requisitos de diferentes tipos de aplicação e diferentes cenários de rede. Para o segundo problema, iremos explorar e avaliar diferentes arquiteturas de pilha de protocolos que utilizam {\em kernel bypass} em servidores multicores, desenvolver algoritmos de escalonamento para sistemas que devem operar na casa de microsegundos e investigar como adaptadores de rede programáveis podem auxiliar na aceleração de aplicações sensíveis a atrasos em ambientes virtualizados.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (3) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Fabricio Barbosa de Carvalho - Integrante / Ronaldo Alves Ferreira - Coordenador / CUNHA, ÍTALO - Integrante / MAYCO S. BERGUETTI - Integrante.

• 2022 - 2024

  Dynamic Scaling of Stateful Network Functions, Descrição: A Virtualização de Funções de Rede (NFV) promete uma melhor utilização dos recursos computacionais (por exemplo, CPU e memória) escalando dinamicamente os recursos quando necessário. No entanto, a maioria das funções de rede (NFs) têm estado e exigem atualizações de estado por pacote. Durante uma operação de escalonamento, os núcleos precisam sincronizar o acesso a um estado compartilhado para evitar condições de corrida e garantir que as NFs processem os pacotes na ordem de chegada. Infelizmente, a abordagem clássica para controlar o acesso simultâneo a um estado compartilhado com bloqueios não se ajusta aos requisitos de taxa de transferência e latência de hoje. Além disso, o tráfego de rede é altamente enviesado, levando a desequilíbrios de carga em sistemas que usam apenas fragmentação para particionar os estados NF. Portanto, este projeto visa realizar uma ampla pesquisa referente ao dimensionamento dinâmico de NFs desagregando os estados das funções de rede, permitindo realizar migrações de estados entre os cores de processamento, fazendo com que os estados sejam acessados exclusivamente pelos cores que estão executando funções de redes específicas e, por fim, ter uma melhor distribuição de carga entre os cores. Além disso, as migrações visam manter pacotes de um mesmo fluxo em um mesmo núcleo de processamento a fim de minimizar invalidações de caches em diferentes níveis, melhorando o desempenho de processamento das Funções de Rede.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Fabricio Barbosa de Carvalho - Coordenador.

• 2015 - 2018

  Caminhos Causais Em Redes Definidas por Software, Descrição: Diferentes tipos de equipamentos e de aplicações constituem centros de dados modernos, onde servidores estão localizados e diversos serviços são oferecidos. Para atender a imensa demanda de requisições a esses serviços, as interações entre os elementos, tanto de software quanto de hardware, se tornam cada vez mais complexas. Dessa forma, uma simples requisição a um serviço pode envolver múltiplos elementos, como: enlaces, roteadores, processos, threads, etc. Determinar corretamente todos esses elementos de hardware e software utilizados no processamento de requisições de uma aplicação e agrupá-los em um conjunto, denominado caminho causal, que exponha parâmetros relevantes, como tempo de processamento e atrasos, e que possam explicar o comportamento da aplicação é uma tarefa extremamente desafiadora. Na literatura, diversas ferramentas de construção de caminhos causais foram concebidas para a arquitetura atual da Internet. Diversos pesquisadores criticam essa arquitetura por ser de difícil alteração e evolução, até mesmo sendo rotulada de "ossificada". Com intuito de contornar esses problemas, o novo paradigma de Redes Definidas por Software (SDN - Software Defined Networking) foi proposto. SDNs permitem a dissociação entre os planos de controle e de dados, permitindo que elementos externos de software exerçam funções do plano de controle e alterem o comportamento do plano de dados. Este projeto de pesquisa objetiva construir uma nova ferramenta de construção de caminhos causais a partir de algoritmos que exploram aspectos positivos das Redes Definidas por Software e das diferentes ferramentas de construção do conjunto de elementos utilizados no processamento de requisições.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Fabricio Barbosa de Carvalho - Coordenador.