Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de … · Sin embargo, PBN es una tecnología...

14
Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos 1 Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos Trabajo de Investigación tutelado Autor: Rafael Fernández Gallego Tutora: Dra. Genoveva López Gómez INTRODUCCIÓN El impacto de las nuevas tecnologías de Internet sobre las empresas ha sido tal que ha cambiado radicalmente el modo de operar de las mismas. A día de hoy, y con el fin de satisfacer completamente sus objetivos de negocio, las empresas exigen redes de comunicaciones y servicios muy avanzadas, convirtiéndolas en el núcleo de sus operaciones. Para dar soporte a estos nuevos usos empresariales de las redes IP, los administradores IT se esfuerzan por satisfacer la demanda de nuevos servicios de modo que ejecuten de forma segura y fiable, garantizando tanto el ancho de banda necesario como el comportamiento deseado de la red. Sin embargo, estas necesidades son generalmente bastante complicadas de implementar e integrar mediante el uso de los modelos de gestión de red tradicionales. Es necesario llevar a cabo un cambio en la forma de entender la gestión de red tradicional, de modo que se consiga que el administrador pueda monitorizar el estado y el funcionamiento de la misma, pero visto a alto nivel. Por ello, una de las áreas en las que más se está investigando actualmente y que se está destacando como la alternativa a los métodos tradicionales de gestión es la Gestión basada en Políticas [1][2][3]. Este modelo de gestión permite separar las reglas que rigen el comportamiento del sistema de la funcionalidad proporcionada por el mismo. Esto significa, por ejemplo, que es posible adaptar el comportamiento del sistema sin tener que reprogramar ninguna de las funcionalidades subyacentes, además de poder aplicar

Transcript of Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de … · Sin embargo, PBN es una tecnología...

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      1 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos

Trabajo de Investigación tutelado 

 

Autor: Rafael Fernández Gallego 

Tutora: Dra. Genoveva López Gómez 

 

INTRODUCCIÓN El impacto de las nuevas tecnologías de Internet sobre las empresas ha sido tal que ha 

cambiado radicalmente el modo de operar de las mismas. A día de hoy, y con el fin de 

satisfacer  completamente  sus  objetivos  de  negocio,  las  empresas  exigen  redes  de 

comunicaciones  y  servicios  muy  avanzadas,  convirtiéndolas  en  el  núcleo  de  sus 

operaciones. Para dar soporte a estos nuevos usos empresariales de  las redes  IP,  los 

administradores  IT  se  esfuerzan  por  satisfacer  la  demanda  de  nuevos  servicios  de 

modo que ejecuten de  forma  segura y  fiable, garantizando  tanto el ancho de banda 

necesario como el comportamiento deseado de la red. Sin embargo, estas necesidades 

son generalmente bastante complicadas de implementar e integrar mediante el uso de 

los modelos de gestión de red tradicionales. 

Es  necesario  llevar  a  cabo  un  cambio  en  la  forma  de  entender  la  gestión  de  red 

tradicional, de modo que se consiga que el administrador pueda monitorizar el estado 

y el funcionamiento de  la misma, pero visto a alto nivel. Por ello, una de  las áreas en 

las  que más  se  está  investigando  actualmente  y  que  se  está  destacando  como  la 

alternativa  a  los métodos  tradicionales  de  gestión  es  la Gestión  basada  en  Políticas 

[1][2][3].  Este  modelo  de  gestión  permite  separar  las  reglas  que  rigen  el 

comportamiento  del  sistema  de  la  funcionalidad  proporcionada  por  el mismo.  Esto 

significa, por ejemplo, que es posible adaptar el comportamiento del sistema sin tener 

que reprogramar ninguna de las funcionalidades subyacentes, además de poder aplicar 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      2 

los  cambios  sin  la necesidad de parar y  rearrancar el  sistema.  La Gestión basada en 

Políticas  se  centra  en  los  usuarios  y  en  los  servicios  y  no  en  las  interfaces  y  en  los 

dispositivos, permitiendo por ejemplo la creación de usuarios asociados a cierto rol de 

modo que puedan acceder o no a un determinado recurso.  

Por otro  lado,  las herramientas de gestión pasan a ser  las encargadas de conseguir el 

rendimiento y la disponibilidad adecuada de los sistemas de la empresa para alcanzar 

de esta forma  los objetivos de negocio, y  la forma de  lograr este objetivo ha de ser a 

través de un comportamiento “inteligente”. El paradigma de Agentes Autónomos es 

una  tecnología de computación distribuida que puede ayudarnos a  la hora de  tratar 

estos requisitos relativos a comportamiento inteligente. Si el sistema de una empresa 

se  cae  por  el motivo  que  sea,  el  tiempo  que  permanezca  en  ese  estado  ha  de  ser 

mínimo, y por ello  la respuesta o acción correctiva que se necesita ha de ser  lo más 

rápida posible. Esta es la razón por la que un elemento imprescindible en la gestión es 

la monitorización de la disponibilidad y del rendimiento del sistema con el objetivo de 

detectar  anomalías  tan  pronto  como  ocurran  y  tomar  rápidamente  las  decisiones 

adecuadas  para  corregirlas.  Uno  de  los  objetivos  a  conseguir  es  hacer  que  las 

herramientas  de  gestión  sean  capaces  de  predecir  los  fallos  y  de  tomar  aquellas 

decisiones  necesarias  antes  de  que  ocurra  cualquier  imprevisto,  evitando  de  esta 

manera  el  influir  negativamente  en  el  negocio.  Para  conseguir  este  objetivo  será 

necesario  disponer  de  una  representación  formal  del  sistema  gestionado  para 

posteriormente dotarla de los datos obtenidos por la monitorización y poder predecir 

fallos y poder actuar  coherentemente. Será necesario utilizar  tecnologías de  la Web 

Semántica como son  las ontologías y  los  lenguajes de reglas para extraer y gestionar 

conocimiento  acerca  del  sistema  (obtener  una  representación  formal  del  sistema 

dotada de  la semántica necesaria para poder razonar de forma automática sobre él), 

además de dotarle de la posibilidad de ejecutar acciones (reglas) cuando se den ciertas 

condiciones.  Las  herramientas  de  gestión  que  resuelvan  este  problema  tendrán 

comportamiento autonómico [4]. 

Por  tanto,  en  este  trabajo de doctorado,  el problema que nos planteamos  es  el de 

asentar  las bases para desarrollar en una futura tesis doctoral un marco de trabajo o 

framework  de  gestión  semántico  basado  en  políticas,  que  aporte  la  funcionalidad 

necesaria  para  traducir  de  forma  automática  las  reglas  de  negocio  en  comandos 

operacionales de bajo nivel, ejecutables directamente en los dispositivos gestionados. 

Además,  el  framework  debe  presentar  un  comportamiento  autonómico,  capaz  de 

monitorizar  el  sistema  entero  en  busca  de  las  condiciones  necesarias  en  las  que  se 

pueden  dar  posibles  fallos  y  reaccionar  con  la  suficiente  antelación  para  adaptar  el 

comportamiento del sistema y poder evitar así los estados no deseados del mismo.  

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      3 

En los apartados siguientes se presentarán a grandes rasgos los conceptos principales 

de  la  Gestión  basada  en  Políticas,  la  Computación  Autonómica,  la  Tecnología  de 

Agentes  Autónomos  y  la  Web  Semántica,  y  se  mostrará  un  primer  esbozo  del 

framework de gestión propuesto. 

GESTIÓN BASADA EN POLÍTICAS La gestión basada en políticas (PBN, del inglés Policy‐Based Networking) [3] supone un 

cambio  importante en  la forma en que se ha venido concibiendo tradicionalmente  la 

gestión de red. En lugar de concentrarse en los dispositivos e interfaces de red o en los 

propios  sistemas  distribuidos,  centra  su  atención  en  los  usuarios  y  los  servicios 

ofrecidos. Con este  fin, el modelo de  gestión PBN  se propone  capturar  y definir de 

manera  formal  las  reglas  de  negocio  en  forma  de  requisitos  al  más  alto  nivel  y 

establecer  un  proceso  determinista  de  traducción  de  estos  requisitos  a  políticas 

específicas que liguen las necesidades del negocio con un comportamiento coherente 

de  la  red  y de  los  sistemas distribuidos, definido  a  alto nivel.  El  sistema de  gestión 

basado  en  políticas  se  encargará  entonces  del  proceso  de  transformación  de  éstas 

políticas  en  representaciones  operacionales  aptas  para  ser  interpretadas  por  los 

agentes  de  gestión  que  operan  en  los  dispositivos  de  red  y  cuyos  modelos  de 

información    se  pueden  corresponder  a  cualquiera  de  las  arquitecturas  de  gestión 

tradicionales. Este proceso recibe el nombre de “Refinamiento de Políticas” (en inglés 

Policy  Refinement)  [5]  y  se  corresponde  por  si  sólo  con  un  área  de  investigación 

novedosa.  Por  tanto,  un  sistema  de  gestión  basado  en  políticas  no  constituye  en  sí 

mismo  una  arquitectura  y  sí  un marco  de  trabajo  que  debe  ser  integrado  en  los 

sistemas de gestión utilizados de forma regular. Aun así, es posible hablar de PBN en 

función de un modelo de información y un modelo organizativo. 

El modelo de información debe proporcionar además un lenguaje de especificación de 

políticas  que  permita  representar  los  requisitos  y  las  funciones  de  negocio  con 

independencia del dispositivo  final.  El  lenguaje debe por  tanto permitir  abstraer  las 

especificaciones  de  las  políticas  de  los  comandos  de  configuración  específicos  del 

elemento  gestionado,  así  como  asegurar  la  consistencia de  las políticas. Este último 

punto conlleva  la necesidad de ofrecer un mecanismo de resolución de conflictos. El 

lenguaje  de  especificación  es  el  elemento  del  modelo  que  más  atención  está 

recibiendo últimamente [6]. 

El modelo organizativo de PBN proporciona un marco para la administración, gestión y 

distribución  de  las  políticas  en  el  sistema  de  gestión.  El  IETF  ha  desarrollado  un 

protocolo  para  distribución  de  políticas  denominado  COPS  (Common  Open  Policy 

Service). El modelo de cooperación entre las diferentes entidades participantes (PDPs, 

PEPs  y  agentes)  es  de  tipo  jerárquico  y  se  basa  en  delegación  por  dominios.  La 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      4 

información  de  políticas  se  almacena  en  un  conjunto  de  bases  de  políticas  (MPBs) 

organizadas según dominios. Cada agente PDP extrae  las políticas almacenadas en  la 

base de políticas  (MPB) de  la que es  responsable  y efectúa un proceso de  toma de 

decisiones.  Los  PDPs  envían  entonces  estas  decisiones,  expresadas  aún  con 

independencia del dispositivo a  los PEP asociados, que se encargan de traducirlas en 

operaciones o comandos específicos para una tecnología concreta y según modelo de 

información de los agentes que actúan en los recursos gestionados por dichos PEPs. 

Un  sistema de  red basado  en políticas debe  cumplir  con unos  requisitos necesarios 

para satisfacer sus principios subyacentes. Los principales se comentan a continuación: 

• Un Modelo de  Información extensible  tanto para  los elementos de red, como 

para los servicios, redes y clientes de la red. El modelo de información sobre el 

que nos basaremos es el Common  Information Model  (CIM)  [7]. Los artículos 

[8] y [9] se corresponden con trabajo realizado en este ámbito. 

• Un  lenguaje de especificación de Políticas capaz de  representar  los  requisitos 

del negocio de manera formal e  independiente tanto de dispositivos como de 

marcas. Lo  ideal sería disponer de un  lenguaje capaz de representar fielmente 

las  reglas  de  negocio  de  la  empresa,  las  cuales  están  al más  alto  nivel  de 

abstracción, y disponer de  los medios necesarios para  traducir esas  reglas en 

comandos  de  configuración  concretos  de  los  dispositivos  y  ejecutarlos.  Sin 

embargo, casi todos los lenguajes de políticas y de reglas actuales [10] [11] [12] 

[13] han sido concebidos a un nivel inferior al que se necesitaría, haciendo que 

la  traducción  de  las  reglas  de  negocio  a  políticas  de  dichos  lenguajes  sea 

compleja.  Por  suerte,  están  apareciendo  nuevos  lenguajes  específicos  para 

representar  las  reglas de negocio en alto nivel,  como por ejemplo  SBVR  [14] 

que nos servirán para nuestro propósito. 

• Una forma escalable de traducir esas políticas  independientes de dispositivo y 

marca, de alto nivel, representadas en SBVR por ejemplo, en políticas o reglas 

de bajo nivel, directamente ejecutables en  los dispositivos. El refinamiento de 

políticas se encargará de esta tarea. 

• Un  framework escalable de administración, gestión y distribución de políticas. 

El  Internet  Engineering  Task  Force  (IETF)  ha  definido  las  bases  de  dicho 

framework  [15]  y  ha  desarrollado  el  protocolo Common Open  Policy  Service 

(COPS) [16] para la distribución de políticas. 

• Medios para detectar y resolver conflictos entre políticas. Esta será una  tarea 

compleja,  ya  que  se  tendrán  que  validar  las  políticas  para  ver  si  son 

consistentes en sí mismas, para ver si son consistentes  respecto a  las demás, 

para ver si son consistentes con los dispositivos y con las configuraciones de la 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      5 

red, y para ver  si una vez ejecutadas  tendrán el efecto deseado. Estas  tareas 

son parte del refinamiento de políticas. 

• Otros  requisitos más  avanzados  serían  el  descubrimiento  automático  de  las 

características  de  los  elementos  de  red,  comportamiento  cooperativo  entre 

PDPs, etc… 

TECNOLOGÍA DE AGENTES AUTÓNOMOS Hasta  este  punto  se  han  explicado  los  conceptos  básicos  de  la  Gestión  basada  en 

Políticas y se ha visto porqué va a tener un rol importante en la gestión de red actual. 

Sin embargo, PBN es una tecnología nueva, prácticamente sin probar, y que pretende 

hacer frente a unos requisitos los cuales todavía no son soportados por las tecnologías 

de computación distribuida actuales. 

La computación basada en Agentes, y más concretamente la investigación en sistemas 

multiagente,  se  está  abriendo  camino  en  el  desarrollo  de  nuevas  técnicas  para  dar 

soporte  a  las  necesidades  asociadas  con  las  nuevas  infraestructuras  de 

comunicaciones:  gestión  automática,  lenguajes  y  protocolos  que  posibilitan  la 

comunicación  entre  sistemas  autónomos,  frameworks  para  la  cooperación  y  la 

negociación entre distintas partes interesadas en lo mismo, etc… La tecnología basada 

en  agentes  es  el  enfoque más  prometedor  con  los  que  enfrentarse  a  los  principios 

subyacentes de la gestión basada en políticas. 

El  concepto  de  agente  autónomo  tiene  muchas  definiciones.  Algunas  de  las  más 

representativas  se  encuentran  en  [17].  En  nuestro  contexto,  un  agente  autónomo 

puede ser definido como una entidad software que, situada en un entorno complejo y 

dinámico del  cual es parte, es  capaz de actuar de manera autónoma  y  flexible para 

conseguir los objetivos para los que fue diseñado. Gracias a su autonomía, son capaces 

de  actuar  sin  intervención  externa,  controlando  su  propio  estado  y  su 

comportamiento.  Este  comportamiento  se  encuentra  equilibrado  entre  su 

componente  reactivo, el cual es capaz de percibir del entorno y  responder de  forma 

adecuada  a  los  cambios  del mismo,  y  su  componente  proactivo,  el  cual  le  permite 

tomar  la  iniciativa en pro de sus objetivos. Es de especial  importancia su sociabilidad, 

la cual hace referencia a su capacidad de entender y razonar acerca de los objetivos de 

otros agentes y comunicarse, negociar y cooperar con ellos para conseguir objetivos, 

bien comunes o bien  individuales. Otras propiedades de  los agentes son  la movilidad, 

la  tolerancia  a  fallos,  la  posibilidad  de  actuar  en  representación  del  usuario,  la 

capacidad de aprender y adaptarse al entorno, así como la capacidad de razonamiento 

orientado al dominio. 

La arquitectura propuesta en este trabajo hará uso de  los agentes autónomos con el 

fin  de  dar  soporte  a  la  gestión  automática,  a  la  gestión  cooperativa  entre  distintos 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      6 

dominios,  etc.,  además  de  dar  soporte  básico  al  comportamiento  autonómico  del 

sistema.  

En el apartado siguiente se describen los conceptos fundamentales de la computación 

autonómica,  cuyos  fundamentos  están  claramente  relacionados  con  los  de  las 

tecnologías de agentes autónomos. 

COMPUTACIÓN AUTONÓMICA Los sistemas de computación autonómica [18] son aquellos que tienen la capacidad de 

gestionarse por sí mismos y adaptarse de  forma dinámica a  los cambios, de acuerdo 

con  las  reglas  de  negocio  y  los  objetivos  existentes.  Los  sistemas  autogestionados 

pueden  llevar a cabo actividades de gestión basadas en situaciones que ellos mismos 

perciben  u  observan  dentro  del  entorno  IT.  En  vez  de  ser  los  profesionales  del  IT 

quienes inicien las actividades de gestión, es el sistema el que se observa a si mismo y 

actúa consecuentemente. Esto le permite al profesional IT centrarse en otras tareas de 

alto  valor  mientras  que  la  tecnología  es  la  que  gestiona  las  operaciones  más 

mundanas.  

La  auto‐gestión  exige  que  las  herramientas  que  quieran  ser  consideradas  como 

autonómicas  asuman  cuatro  características  importantes:  auto‐configuración,  auto‐

recuperación, auto‐optimización y auto‐protección. 

 

Figura 1. Características de la Computación Autonómica 

Auto‐configuración (Self‐configuring) 

Gracias a  la capacidad de auto‐configuración “al vuelo” de un sistema, un entorno  IT 

puede  adaptarse  inmediatamente,  y  con  la mínima  intervención humana posible,  al 

despliegue de  nuevos  componentes  o  cambios  en  el  propio  entorno.  La  adaptación 

dinámica  ayuda  a  verificar  de  forma  continua  la  fortaleza  y  la  productividad  de  la 

infraestructura  e‐business,  a  menudo  el  único  factor  determinante  entre  el 

crecimiento del negocio o el caos. 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      7 

Auto‐recuperación (Self‐healing) 

Los  entornos  IT  dotados  de  auto‐recuperación  pueden  detectar  operaciones 

incorrectas  (bien proactivamente a  través de predicciones o bien de otras  formas) e 

iniciar  a  continuación  las  acciones  correctivas  oportunas  sin  afectar  al  correcto 

funcionamiento de las aplicaciones del sistema. Una acción correctiva podría significar 

que un elemento altere su propio estado o influya sobre otros elementos del entorno 

provocando cambios en ellos. Las operaciones del día a día de  la empresa no deben 

tambalearse o fallar por culpa de diversos eventos a nivel de componentes. El entorno 

IT  debe  hacerse más  resistente  y  fiable  gracias  a  que  los  cambios  llevados  a  cabo 

reducen  o  ayudan  a  eliminar  el  impacto  sobre  el  negocio  tras  un  fallo  de  un 

componente. 

Auto‐optimización (Self‐optimizing) 

La  auto‐optimización  hace  referencia  a  la  habilidad  de  los  distintos  entornos  IT  de 

maximizar de  forma efectiva  la  reserva de  recursos y su utilización para satisfacer  la 

demanda del usuario  final con  la mínima  intervención humana posible. En un  futuro 

cercano,  los componentes auto‐optimizables tratarán de facilitar  la complejidad de  la 

gestión del  rendimiento del  sistema, mientras que en un  futuro algo más  lejano,  su 

misión  será  la  de  aprender  de  la  experiencia  y  de  forma  proactiva  y  automática, 

ajustarse a si mismos para dar  lo máximo de si, en beneficio de  la empresa. La auto‐

optimización verifica el nivel de QoS óptimo tanto para los usuarios del sistema como 

para  sus  clientes.  El  correcto  funcionamiento  del  sistema  acorde  a  las  pautas 

establecidas en las reglas de negocio o en la SLA correspondiente recae directamente 

en esta propiedad  

Auto‐protección (Self‐protecting) 

El objetivo de  la  auto‐protección es  la de permitir que el entorno  IT proporcione  la 

información  exacta  a  los  usuarios  correctos  en  el momento  oportuno,  a  través  de 

acciones que garanticen un acceso a la información en función del rol del usuario y de 

las políticas de seguridad preestablecidas con anterioridad. Un entorno  IT dotado de 

auto‐protección  puede  detectar  comportamientos  hostiles  o  intrusivos  dentro  del 

sistema  y  ejecutar  las  acciones  necesarias  para  protegerse  de  los  intentos  no 

autorizados de acceso, de los virus, de los ataques de denegación de servicio, y de los 

fallos en general. La capacidad de auto‐protección permite a las empresas ejecutar de 

forma  consistente  políticas  de  seguridad  y  privacidad,  reducir  los  costes  de 

administración  de  seguridad…  La  auto‐protección  también  se  encarga  de  tareas 

relacionadas  con  la prevención de  condiciones que puedan  sobrecargar el  sistema y 

poner en peligro la integridad del mismo. 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      8 

Todas  aquellas  herramientas  que  cumplan  estos  cuatro  requisitos  podrán  decir que 

tienen comportamiento autonómico. Sin embargo, a la hora de monitorizar el sistema 

no es suficiente con recoger datos en bruto para concluir algo en relación a la salud del 

sistema, si no que es necesario relacionar esos datos con el conocimiento del dominio 

y poder de esta manera responder a preguntas como: ‘¿Hay algún cuello de botella?’, 

‘¿Cuál es la causa?’, ‘¿Cómo lo soluciono?’. Esto, a día de hoy, lo hace el administrador 

de sistemas, pero el objetivo es el de conseguir que sean las propias herramientas de 

gestión de sistemas las que lo hagan automáticamente. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 3. Estructura de un elemento autonómico. 

La  figura  3  muestra  la  estructura  típica  de  un  elemento  autonómico  [19].  Dicho 

elemento  consistirá  en  uno  o más  elementos  gestionados  acoplados mediante  un 

único gestor autonómico que los controla y los representa. Desde este punto de vista, 

el  sistema  puede  equipararse  a  un  sistema  multiagente,  donde  cada  elemento 

gestionado  con  comportamiento  autonómico  se  correspondería  con  un  agente 

autónomo,  capaz  de  recibir  información  de  su  entorno,  razonar  acerca  de  ella, 

reaccionar  ante  ciertos  eventos,  llevar  a  cabo  acciones  que  eviten  la  aparición  de 

estados  no  deseados  de  forma  proactiva,  comunicarse  y  cooperar  con  el  resto  de 

elementos  gestionados,  siempre  en  pro  de  un  objetivo  común:  mantener  el 

comportamiento y el rendimiento del sistema acorde con lo establecido en una SLA o 

en las reglas del negocio. 

 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      9 

En el  apartado  siguiente  se muestra  cómo  será el marco de  trabajo  autonómico de 

gestión semántica basado en políticas. 

FRAMEWORK DE GESTIÓN PROPUESTO A la hora de realizar el diseño del framework autonómico de gestión semántica basado 

en políticas, se ha intentado respetar al máximo los términos generalmente usados. La 

figura siguiente muestra  los elementos principales de dicho framework, así como sus 

relaciones funcionales. 

 

Figura 2. Framework de gestión propuesto 

La consola de políticas sirve como interfaz entre el administrador de red y el resto del 

sistema basado en políticas. Desde ella el administrador podrá modelar  las políticas 

que  regirán el  sistema haciendo uso del  lenguaje de  reglas de negocio de alto nivel 

SBVR.  Esta  consola  incluirá  además  una  herramienta  de  gestión  de  políticas 

responsable  de  (1)  traducir  automáticamente  las  reglas  generadas  en  SBVR  a  una 

representación compatible con la ontología de dominio utilizada por el sistema y más 

concretamente en este caso, por el módulo de almacenamiento de políticas MPKB, (2) 

asegurar  la  consistencia de  las políticas  editadas,  y  (3)  almacenar  las políticas  en  el 

MPKB y/o transmitírselas directamente a los agentes PDP implicados. 

Como  se  ha  mencionado  anteriormente,  el  propósito  principal  de  la  Base  de 

Conocimiento de Políticas de Gestión (Management Policy Knowledge Base, MPKB) es 

el de almacenar  las reglas/políticas creadas desde  la consola de políticas utilizando el 

lenguaje  de  reglas  SWRL  [12],  lenguaje  basado  y  situado  sobre  el  lenguaje  de 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      10 

ontologías OWL [20], que asegura la total integración con el modelo ontológico elegido 

para representar el sistema. 

Debido  a  que  el  sistema  puede  extenderse  a  lo  largo  de  varios  dominios 

administrativos,  cada  uno  de  ellos  con  su  propia  representación  ontológica,  es 

necesario disponer de agentes PVP (Punto de Validación de Políticas o Policy Validation 

Point)  los cuales están encargados de mediar entre  los diferentes MPKB desplegados 

por  el  sistema  con  el  propósito  inferir  y  resolver  conflictos  e  inconsistencias  entre 

políticas de distintos dominios. 

Cada  Agente  PDP  (Policy  Decision  Point)  extrae  las  políticas  independientes  de 

dispositivo  almacenadas  en  el MPKB  al  que  está  asociado,  y  realiza  las  decisiones 

necesarias acerca de  cómo  convertirlas en políticas dependientes de dispositivo que 

los Agentes PEP (Policy Enforcement Points) entienden. Los agentes PDP son también 

responsables  de  la  detección  y  resolución  de  conflictos  en  su  proceso  de  toma  de 

decisiones. 

En  los modelos  de  gestión  de  red  tradicionales,  los  dispositivos  de  red  procesan  el 

tráfico basándose en unas configuraciones que  reciben desde  su consola de gestión, 

sin tener  la capacidad de  informar de forma proactiva de  los cambios en  la red y del 

estado del dispositivo, o de solicitar nuevas configuraciones. Esta es la razón por la que 

en  los  frameworks  PBN  aparecen  las  figuras  del  PDP  y  de  PEP,  para  traducir  las 

decisiones  en  órdenes  específicas  para  los  dispositivos  y  ejecutarlas.  En  estos 

frameworks, los PDPs deben saber y ser capaces de razonar por adelantado acerca de 

las características  individuales y de  los algoritmos soportados por  los diferentes PEPs 

que controlan, los cuales pueden cambiar dinámicamente. 

El  framework  propuesto  proporciona  un  método  escalable  de  traducción  de  las 

políticas  de  alto  nivel  en  comandos  operacionales  de  bajo  nivel.  Los  agentes  PEP 

exhiben  un  comportamiento  proactivo,  dirigido  por  los  objetivos,  permitiendo  a  los 

PDPs  la  distribución  de  políticas  de  alto  nivel  como  objetivos,  esperando  que  los 

agentes PEP sepan cómo conseguir esos objetivos de forma proactiva, generando  los 

comandos  de  configuración  específicos.  Es  decir,  los  agentes  PDP  envían  el  “que” 

esperando que  los agentes PEP sepan obtener el “cómo”. Por ello, cada elemento de 

red  gestionado  ha  de  tener  un  agente  PEP  asociado,  encargado  de  convertir  las 

decisiones  generadas  y  distribuidas  por  un  agente  PDP  en  unos  ficheros  de 

configuración que el elemento gestionado bajo su control entienda.  

En  este  punto  hay  que  destacar  que  el  framework  que  se  propone  podrá  ser 

implementado  como  un  sistema  de  gestión  independiente,  por  encima  de  una 

plataforma  de  gestión  abierta  basada  en  arquitecturas  estandarizadas  y  utilizando 

modelos de  información como CIM o PCIM. En  la  figura 2 se muestran  las relaciones 

entre los agentes PEP y los agentes de gestión basados en CIM/PCIM. Estos agentes no 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      11 

son  agentes  autónomos  en  el  sentido  propuesto  en  [21],  luego  no  estarían  en  el 

ámbito  del  framework  propuesto.  CIM  es  el modelo  de  información más  utilizado 

últimamente gracias a su mayor expresividad respecto a otros modelos de información 

y la posibilidad de diseñar los elementos gestionados de forma gráfica [22]. Por tanto, 

los  ficheros  de  configuración  creados  por  el  PEP  deberán  ser  transmitidos  a  estos 

agentes  de  gestión  para  poder  ser  ejecutados  en  el  elemento  gestionado.  [8]  y  [9] 

muestran trabajo ya realizado por el autor en esta área. 

Los agentes PEP son también los responsables de interactuar, de forma proactiva, con 

su  agente  PDP  asociado  para  comunicarle  los  cambios  en  los  estados  de  la  red. 

Además, resuelven los conflictos locales de las políticas, y tienen la responsabilidad de 

informar a  su agente PDP correspondiente de aquellas políticas o decisiones que no 

pueden ser ejecutadas debido a que el dispositivo de red asociado no soporte ciertas 

características. Esto conlleva  la necesidad de disponer de mecanismos de verificación 

de políticas, así como de viabilidad de las mismas. 

Debido a que las políticas son dinámicas, y pueden cambiar en cualquier momento, los 

PEPs  necesitan  actualizar  sus  reglas  de  ejecución  para  adaptarse  a  los  nuevos 

requisitos.  El  framework  deberá  tener  medios  para  tratar  con  la  flexibilidad  y  el 

dinamismo requerido, a través de bases de reglas flexibles que puedan ser actualizadas 

en combinación con motores de inferencia. 

Otro punto importante a tratar es que la arquitectura PBN tradicional no proporciona 

medios para el  comportamiento  colaborativo entre PDPs  y PEPs a  la hora de  tomar 

decisiones o ejecutar políticas,  respectivamente, de  forma cooperativa distribuida. El 

framework  propuesto  proporcionará  submodelos  de  cooperación  basados  en 

Lenguajes  de  Comunicación  de  Agentes  (ACL)  [23],  esquemas  de  negociación 

automática  [24]  y  protocolos  de  interacción  de  agentes  que  puedan  satisfacer  la 

necesidad  de  cooperación  en  entornos  heterogéneos.  [25]  muestra  trabajo  ya 

realizado por el autor en este campo. 

CONCLUSIONES La  inclusión de  las políticas dentro de  la gestión de red tradicional persigue el añadir 

más inteligencia y flexibilidad a las operaciones de gestión con vistas a (a) ser capaces 

de  traducir  los  requisitos  del  negocio  en  políticas  concretas  que  enlacen  las 

necesidades del negocio con el comportamiento deseado de  la  red,  (b)  tomando  las 

decisiones  correctas de  configuración de  los elementos de  red basándose en dichas 

políticas, y (c) permitiendo finalmente su ejecución dentro de los dispositivos de red. 

El objetivo del framework propuesto es el de utilizar agentes  inteligentes autónomos 

como componentes de  la arquitectura PBN – como PDPs o PEPs –, para ayudar en  la 

creación de un sistema autonómico, capaz de autogestionarse, y que cumpla con  los 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      12 

requisitos  anteriores  dando  lugar  a  un  sistema  de  Refinamiento  de  Políticas.  El 

enfoque  mostrado  afronta  la  creciente  demanda  de  flexibilidad,  configuración 

automática y posibilidades de cooperación entre sistemas de gestión de red.  

LOGROS OBTENIDOS Gracias  al  planteamiento  y  a  la  realización  de  este  trabajo  de  doctorado,  han  sido 

publicados los siguientes artículos en congresos y journals internacionales. 

• F.  Alonso,  R.  Fernández,  S.  Frutos,  and  J.  Soriano,  “Semantic  Modeling  of 

Management  Information:  Enabling  Automatic  Reasoning  on  DMTF‐CIM”, 

Transactions  on  Engineering,  Computing  and  Technology,  vol.11,  February, 

2006, ISSN 1305‐5313. 

• F. Alonso, R. Fernández, S. Frutos, and  J. Soriano, “Defining a Semantic Web‐

based  Framework  for  Enabling  Automatic  Reasoning  on  CIM‐based 

Management Platforms”, International Journal of Computer Science, Volume 1, 

Number 2, 2006, pp. 99‐110, ISSN 1306‐4428 

• F.  Alonso,  R.  Fernández,  S.  Frutos,  and  J.  Soriano,  “Engineering  Agent 

Conversations  with  the  DIALOG  Framework”,  in  proceedings  of  the  Fourth 

German  Conference  in  Multiagent  System  Technologies,  MATES  2006,  K. 

Fischer  et  al.  (Eds.),  Lecture  Notes  in  Artificial  Intelligence  4196,  pp.  24–36, 

2006. Springer‐Verlag Berlin, Heidelberg, 2006. 

REFERENCIAS [1] B. Alpers and H. Plansky,  “Domain and Policy Based Management: Concepts and 

Implementation  Architecture”,  IEEE/IFIP  Workshop  on  Distributed  Systems 

Operations and Management, Toulouse, Oct. 1994. 

[2] M.  Sloman  “Policy  Driven Management  for  Distributed  Systems”,  in Malek, M. 

(editor), Journal of Network and Systems Management, volume 2, Nº 4, pages 333‐

360, Plenum Publishing Corporation, 1995. 

[3] D. C. Verma. “Policy‐Based Networking. Architecture and Algorithms”. New Riders 

Publishing, 2001. 

[4] Autonomic Computing Concepts. IBM E‐Business publication G325‐6904‐00. 

[5]  J.Moffett  and  M.S.Sloman  (1993).  “Policy  Hierarchies  for  Distributed 

SystemsManagement”  IEEE  Journal  on  Selected Areas  in Communications  11  (9‐ 

Special Issue on Network Management): 1404‐14, 1993. 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      13 

 [6] N.C. Damianou. “A Policy Framework for Management of Distributed Systems”. 

PhD thesis, Imperial College of Science, Technology & Medicine, University of 

London, Department of Computing, 2002. 

[7] DMTF Standards, “Common Information Model (CIM)”, 

http://www.dmtf.org/standards/standard_cim.php. 

[8]  F.  Alonso,  R.  Fernández,  S.  Frutos,  and  J.  Soriano,  “Semantic  Modeling  of 

Management  Information:  Enabling  Automatic  Reasoning  on  DMTF‐CIM”, 

Transactions on Engineering, Computing and Technology, vol.11, February, 2006, 

ISSN 1305‐5313. 

[9] F. Alonso, R. Fernández, S. Frutos, and J. Soriano, “Defining a Semantic Web‐based 

Framework  for  Enabling  Automatic  Reasoning  on  CIM‐based  Management 

Platforms”, International Journal of Computer Science, Volume 1, Number 2, 2006, 

pp. 99‐110, ISSN 1306‐4428 

[10] N. Damianou, N. Dulay, E. Lupu, M Sloman, “The Ponder Specification Language”, 

Workshop on Policies for Distributed Systems and Networks (Policy2001), HP Labs 

Bristol, 29‐31 Jan 2001. 

[11]  J.  Lobo,  R.  Bhatia,  S. Naqvi,  "A  Policy  Description  Language",  proceedings  AIII, 

1999, Page(s) 291‐298. 

[12]  I.  Horrocks,  P.  F.  Patel‐Schneider,  H.  Boley,  S.  Tabet,  B. Grosof,  and M.  Dean. 

“SWRL: A semantic web rule language combining OWL and RuleML”. W3C Member 

Submission, 21 May 2004 

[13] The RuleML Initiative, http://www.ruleml.org/. 

[14] The First Interim Specification document of the Semantics of Business Vocabulary 

and Business Rules (SBVR) standard. http://www.omg.org/docs/dtc/06‐03‐02.pdf 

[15] Policy Framework (policy). http://www.ietf.org/html.charters/policy‐charter.html 

[16] The COPS (Common Open Policy Service) Protocol. 

http://www.ietf.org/rfc/rfc2748.txt 

[17] S. Franklin and A. Graesser: "Is  it an Agent, or  just a Program?: A Taxonomy  for 

Autonomous Agents", in proceedings of the Third International Workshop on Agent 

Theories, Architectures, and Languages, Springer‐Verlag, 1996. 

[18] The IBM Autonomic Computing Initiative. http://www.ibm.com/autonomic/ 

[19]  J.O. Kephart and D.M. Chess, “The Vision of Autonomic Computing”, Computer, 

vol. 36, no. 1, pp. 41‐‐50, Jan. 2003. 

[20] P. F. Patel‐Schneider, P. Hayes, and  I. Horrocks.  “OWL Web Ontology  Language 

Semantics and Abstract Syntax”, W3C Recommendation, 10th February 2004. 

 

Arquitecturas Emergentes para Gestión Integrada de Redes y Sistemas Distribuidos      14 

[21] M. Wooldridge and N. Jennings, “Agent Theories, Architectures and Languages: A 

Survey".  Proceedings  of  the  ECAI‐94: Workshop  on Agent  Theories, Architecture 

and Languages, Springer‐Verlag, Berlin, Germany, 1995 

[22]  SEMANA  Project  Web  Site.  Computer  Networks  &  Web  Technologies  Lab. 

Available at http://hydra.ls.fi.upm.es/research/conwetlab 

[23]  T.  Finin,  R.  Fritzson,  D.  McKay  and  R.  McEntire,  “KQML  as  an  Agent 

Communication  Language”,  in  N.R.  Adam,  B.K.  Bhargava  and  Y.  Yesha  (Eds.), 

Proceedings  of  the  3rd  Int.  Conf.  On  Information  and  Knowledge Management 

(CIKM’94), Gaithersburg, MD, USA, November 1994, pp. 456‐463. ACM Press, New 

York, NY, USA, 1994. 

[24]  J.S.  Rosenschein  and  G.  Zlotkin,  “Designing  Conventions  for  Automated 

Negotiation among Agents”, AI Magazine, vol. 15, no. 3, pp. 29‐46, 1994. 

[25]  F.  Alonso,  R.  Fernández,  S.  Frutos,  and  J.  Soriano,  “Engineering  Agent 

Conversations with the DIALOG Framework”, in proceedings of the Fourth German 

Conference  in  Multiagent  System  Technologies,  MATES  2006,  K.  Fischer  et  al. 

(Eds.),  Lecture  Notes  in  Artificial  Intelligence  4196,  pp.  24–36,  2006.  Springer‐

Verlag Berlin, Heidelberg, 2006.