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SkyNet: rumo à era dos planos de dados inteligentes

Processo: 20/05183-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de fevereiro de 2021 - 31 de janeiro de 2026
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
Convênio/Acordo: MCTI/MC
Pesquisador responsável:Luciano Paschoal Gaspary
Beneficiário:Luciano Paschoal Gaspary
Instituição-sede: Instituto de Informática. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Ministério da Educação (Brasil). Porto Alegre , SP, Brasil
Pesq. associados: Arthur Francisco Lorenzon ; Fábio Diniz Rossi ; Italo Fernando Scotá Cunha ; Jose Rodrigo Furlanetto de Azambuja ; Leandro Aparecido Villas ; Marcelo Caggiani Luizelli ; Oscar Mauricio Caicedo Rendon ; Rodrigo Brandão Mansilha ; Rodrigo Neves Calheiros ; Ronaldo Alves Ferreira ; Weverton Luis da Costa Cordeiro
Assunto(s):Inteligência artificial  Redes definidas por software  Redes neurais (computação)  Teleinformática  Plano de dados  Virtualização  Programabilidade de rede 

Resumo

A programabilidade do plano de dados está redesenhando a forma como gerenciamos e operamos os dispositivos de encaminhamento de dados. Esforços recentes da indústria e da academia mostram uma crescente migração de decisões, antes tomadas no plano de controle, para os planos de dados programáveis (e.g., decisões de roteamento). A maior parte das decisões algorítmicas executadas pelos planos de dados ainda é determinística e dependente do plano de controle. Entretanto, acreditamos que é possível quebrar essa dependência de instruções e torná-los inteligentes o suficiente para aprenderem estados e condições da infraestrutura de maneira autônoma. Neste projeto, propõe-se a SkyNet, o primeiro esforço a implementar, operar e orquestrar Redes Neurais Artificiais (RNA) em planos de dados programáveis. As RNAs permitirão, em um futuro próximo, o desenvolvimento e a operação de aplicações de domínio específico para os planos de dados, permitindo que essas sejam treinadas para as mais variadas finalidades. Apesar de alguns esforços para operacionalizar mecanismos de inteligência em planos de dados, a implementação e a operação de RNAs é especialmente desafiadora por dois motivos. Primeiro, as arquiteturas programáveis existentes ainda apresentam limitações em relação às operações (e.g., operações em ponto flutuante). Segundo, as tecnologias de virtualização de planos de dados ainda são incipientes e pouco eficazes - o que dificulta a execução isolada de múltiplas aplicações. Para suprir essas lacunas, a SkyNet objetiva tornar o processo de descrição, implementação e operação de RNAs uma tarefa simples e transparente para desenvolvedores de aplicações e operadores de infraestruturas. O projeto se desdobra em quatro objetivos inter-relacionados: (I) projetar um arcabouço para desenvolvimento de RNAs que permita a descrição e geração de código para infraestruturas de redes programáveis; (II) conceber um ambiente para virtualização leve em planos de dados programáveis; (III) otimizar o gerenciamento e operação de RNAs em infraestruturas programáveis; e (IV) disponibilizar um testbed programável, entre as instituições participantes, para a experimentação de RNAs. Os resultados obtidos nesse projeto contribuirão com os avanços de pesquisa e desenvolvimento relacionados a esse tema nos próximos anos. (AU)