ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 2012

ΘΕΜΑΤΑ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ 2012 Επιβλέπων : Επικ. Καθηγητής Σπύρος Δενάζης Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις παρακάτω διπλωματικές εργασίες να επικοινωνήσετε με τον κ. Σπύρο Δενάζη (sdena@ upatras.gr) και τους υποψήφιους διδάκτορες ή ερευνητές της ομάδας Αρχιτεκτονικές Δικτύων και Διαχείρισης (nam.ece.upatras.gr) 1. Επέκταση του λογισμικού του διακομιστή οικιακών δικτύων (home gateway) έτσι ώστε να διασυνδέεται με οικιακές συσκευές και εφαρμογές του χρήστη. (Η διπλωματική είναι σε συνεργασία με την εταιρία CSE) 1 [Είδος Διπλωματικής: Υλοποίηση] Ο διακομιστής CSE είναι μια δικτυακή πλατφόρμα βασισμένη σε μικρουπολογιστή Infineon. Στις τρέχουσες δυνατότητες της πλατφόρμας συγκαταλέγονται: - διασυνδεσιμότητα σε φυσικό επίπεδο με οικιακές συσκευές - διασυνδεσιμότητα και απομακρυνσμένη πρόσβαση μέσα από Internet - δυνατότητα ελέγχου των διασυνδεδεμένων συσκευών μέσα από software drivers (bundles) - δυνατότητα εσωτερικής διαμόρφωσης και αναβάθμισης του λογισμικού με χρήση τοπικού web server Στα πλαίσια της εργασίας θα πρέπει να υλοποιηθούν: - διεπαφές για την διαφανή συνεργασία των διασυνδεδεμένων συσκευών (M2M API) - υλοποίηση υποσυστημάτων στα πλαίσια του UPnP πρωτοκόλλου το οποίο επιτρέπει την αυτόματη αναγνώριση των δυνατοτήτων των διασυνδεδεμένων συσκευών και την χρήση τους απο εφαρμογές υψηλότερου επιπέδου - υλοποίηση διαφόρων εφαρμογών χρήστη (π.χ. για έλεγχο οικιακής κατανάλωσης, απομακρυνσμένη διαχείριση, κτλ). Επιθυμητές γνώσεις - Java/OSGi - C/C++ - OpenWRT (όχι απαραίτητη γνώση) - Βασικές γνώσεις embedded CPU (όχι απαραίτητη γνώση) Επιπλέον Επικοινωνία με τον υπεύθυνο της εταιρείας Σπύρο Τόμπρο, PhD, (stompros@creativese.eu) 1 Η εκπόνηση αυτής της διπλωματικής είναι υπό τη μορφή internship, δηλαδή o φοιτητής θα πρέπει να περάσει ένα μεγάλο μέρος του χρόνου του εργαζόμενος στα γραφεία της εταιρίας στην Αθήνα. 1

2. Αλγόριθμοι κατανεμημένου και δυναμικού ελέγχου εξισορρόπησης πόρων. [Είδος Διπλωματικής: Θεωρητική] Η δυναμική ομοιόμορφη κατανομή πόρων στις διάφορες διεργασίες είναι ένα πρόβλημα που κεντρικοποιημένα επιδέχεται πια αναλυτική λύση. Στα σημερινά συστήματα (οικονομικά, κοινωνικά, δικτυακά) λόγω της κλίμακάς τους και της γεωγραφικής κατανομής καθίσταται απαραίτητη η κατανεμημένη και δυναμική επίλυση αυτού του προβλήματος. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία έχει σκοπό την χρήση θεωριών ελέγχου και βελτιστοποίησης για την κατανεμημένη επίλυση αυτού του προβλήματος. Πιο αναλυτικά στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ο φοιτητής θα εκτελέσει τα παρακάτω στάδια: Θα μελετήσει και θα διδαχθεί από το εργαστήριο θεωρητικές γνώσεις απαραίτητες για την ανάπτυξη τέτοιων αλγορίθμων. Θα σχεδιάσει υπό την καθοδήγηση μας τέτοιους αλγορίθμους κατανεμημένου ελέγχου εξισορρόπησης πόρων. Θα χρησιμοποιήσει τις γνώσεις του για την εξέλιξη και αξιολόγησή τους. 1) αποκτήσει θεωρητικές γνώσεις στους παραπάνω τομείς. 2) αποκτήσει εμπειρία στην ερευνητική μεθοδολογία. 3) αποκτήσει συγγραφικό έργο (αποτελεσματικές λύσεις του παραπάνω προβλήματος θα οδηγήσουν σε δημοσίευση καθώς είναι ενεργό ερευνητικά). Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μπορεί να αποτελέσει την βάση για επιπλέον ερευνητική δραστηριότητα και διδακτορικές σπουδές. 4) Δυνατότητα επέκτασης σε διδακτορικό Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταδιδάκτορα Νικόλαο Ευθυμιόπουλο (nefthymiop@ece.upatras.gr) 2

3. Αλγόριθμοι ελέγχου ροής μετάδοσης πολυμέσων σε πραγματικό χρόνο. (Flow control for real time media distribution) [Κατηγορία: Εφαρμοσμένη Έρευνα] Παραδοσιακοί αλγόριθμοι στο έλεγχο ροής που έχουν πια ενσωματωθεί στα πλαίσια του TCP δεν ενδείκνυνται για τον έλεγχο ροής σε πραγματικού χρόνου διαμοιρασμό πολυμέσων. Επιπλέον η φύση τους δεν συμπεριλαμβάνει την ύπαρξη κατανεμημένων αρχιτεκτονικών όπως το cloud computing και τα peer-topeer. Πιο αναλυτικά στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ο φοιτητής θα εκτελέσει τα παρακάτω στάδια: Θα μελετήσει και θα διδαχθεί από το εργαστήριο μας τους ήδη υπάρχοντες αλγορίθμους και τα όριά τους. Θα σχεδιάσει υπό την καθοδήγηση μας μία μέθοδο πειραματικής αξιολόγησης των αλγορίθμων αυτών μέσω του δικτυακού προσομοιωτή Opnet. Θα του υποδειχτούν κάποιοι καινοτόμοι αλγόριθμοι τους οποίους και θα τεστάρει στον προσομοιωτή. 1) αποκτήσει θεωρητικές γνώσεις στους παραπάνω τομείς. 2) αποκτήσει εμπειρία στον προγραμματισμό και στον τρόπο με τον οποίο στήνονται και εκτελούνται πραγματικές πειραματικές δοκιμές σε δικτυακά συστήματα. 3) αποκτήσει εμπειρία σε θέματα έρευνας (αποτελεσματικές λύσεις του παραπάνω προβλήματος θα οδηγήσουν σε δημοσίευση καθώς είναι ενεργό ερευνητικά). Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μπορεί να αποτελέσει την βάση για επιπλέον εφαρμοσμένη έρευνα και μεταπτυχιακές σπουδές. Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταδιδάκτορα Νικόλαο Ευθυμιόπουλο (nefthymiop@ece.upatras.gr) 3

4. Υλοποίηση peer-to-peer συστήματος μετάδοσης πολυμέσων σε πραγματικό χρόνο. (Implementation of a peer-to-peer live streaming client) [Κατηγορία: Υλοποίηση] Στα πλαίσια της αναπτυξιακής του δραστηριότητας του εργαστήριο μας υλοποιεί ένα σύστημα μετάδοσης πολυμέσων (π.χ. αγώνων) σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα αυτό είναι ήδη υλοποιημένο ενώ πρόσθετες λειτουργίες που θα το χρησιμοποιήσουν σαν βάση είναι υπό κατασκευή. Ο φοιτητής θα συμμετάσχει στην υλοποίηση αυτών των λειτουργιών. Πιο αναλυτικά στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ο φοιτητής θα εκτελέσει τα παρακάτω στάδια: Θα μελετήσει λειτουργικά συστήματα και τρόπους υλοποίησης δικτυακών εφαρμογών Θα αναπτύξει κάποιες απλές λειτουργίες της παραπάνω διαδικασίας τις οποίες και θα ενσωματώσει στο ήδη υπάρχον σύστημα. 1) αποκτήσει γνώσεις πάνω στην υλοποίηση δικτυακών συστημάτων. 2) αποκτήσει εμπειρία στον προγραμματισμό και στον τρόπο με τον οποίο στήνονται και εκτελούνται πραγματικές δοκιμές για την υλοποίηση συστημάτων. Η παραπάνω εμπειρία θα αποτελέσει εφόδιο για εργασία σχετική με τον προγραμματισμό και την υλοποίηση δικτυακών συστημάτων. Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταδιδάκτορα Χρηστακίδη Αθανάσιο (schristakidis@ece.upatras.gr) 4

5. Ανάπτυξη εφαρμογής σε Notary στο σύστημα Convergence. [Κατηγορία: Υλοποίηση] Το σύστημα Convergence (http://convergence.io/index.html) είναι ένα καινούριο σύστημα που σκοπό έχει να αντικαταστήσει τις κλασικές διαδικασίας πιστοποίησης στο Διαδίκτυο με την χρήση Certificates. Βασίζεται σε μία κατανεμημένη αρχιτεκτονική από διάσπαρτους servers που ονομάζονται Notaries. Ένας χρήστης μπορεί να επιλέξει το Notary που θεωρεί πιο αξιόπιστο και στη συνέχεια να ζητάει πληροφορίες από αυτόν σχετικά με την εγκυρότητα δικτυακών τόπων και υπηρεσιών. Στόχος της διπλωματικής αυτής είναι η διερεύνηση κατ αρχάς του συστήματος Convergence. Ο φοιτητής καλείται να εξετάσει την αρχιτεκτονική του, τις διαδικασίες και τις υπηρεσίες που προσφέρονται από το σύστημα εγκαθιστώντας ένα Notary και έναν client που ήδη παρέχονται υπό την μορφή ανοιχτού κώδικα. Στη συνέχεια θα υλοποιηθεί μία ξεχωριστή εφαρμογή και ένας νέος client που θα πρέπει να συνεργάζονται με το ήδη υπάρχον σύστημα. Η λειτουργικότητα αυτής της εφαρμογής σε πρώτη φάση δεν είναι σημαντική. Ο φοιτητής είναι ελεύθερος να προτείνει κάτι που θα τον ενδιέφερε. Η υλοποίηση της διπλωματικής αυτής θα γίνει υποχρεωτικά σε μία σχετικά νέα scripting language που λέγεται ruby on rails. Πρόκειται για μία object oriented language η οποία δίνει την δυνατότητα για πολύ γρήγορο και ευέλικτο προγραμματισμό. Απαιτούμενα προσόντα: Linux, βασικές αρχές προγραμματισμού. 1) αποκτήσει γνώσεις πάνω σε scripting languages (Ruby). 2) αποκτήσει βασικές γνώσεις πάνω σε θέματα security και συγκεκριμένα σε certificates και τη λειτουργία τους σε browsers. 3) αποκτήσει εμπειρία στον προγραμματισμό και πιο συγκεκριμένα στην υλοποίηση διαδικτυακών clients. Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταδιδάκτορα Λαμπρόπουλο Κων/νο, klamprop@ece.upatras.gr 5

6. Ανάπτυξη εφαρμογής φυλλομετρητή ιστού (browser) εξειδικευμένου σκοπού. [Κατηγορία: Εφαρμοσμένη Έρευνα] Στα πλαίσια της έρευνας της ερευνητικής ομάδας Αρχιτεκτονικής και Διαχείρισης Δικτύων σχεδιάστηκε ένα σύστημα διαχείρισης ταυτοτήτων χρηστών για δίκτυα επόμενης γενιάς. Στο συγκεκριμένο σύστημα αρχικά ένας χρήστης μπορεί να συνδεθεί χρησιμοποιώντας έναν οποιοδήποτε φυλλομετρητή ιστού. Στόχος αυτής της διπλωματικής είναι η δημιουργία μιας εξειδικευμένης εφαρμογής που θα μπορεί να υποστηρίξει περιορισμένες λειτουργίες πλοήγησης σε σελίδες στο ίντερνετ αλλά παράλληλα θα έχει αυξημένα επίπεδα ασφάλειας (π.χ. σύνδεση με την χρήση smart-id κάρτας κτλ). Στην συγκεκριμένη διπλωματική ο φοιτητής καλείται να δημιουργήσει μία ειδικού σκοπού εφαρμογή φυλλομετρητή ιστού. Δεν απαιτείται η συγγραφή του κώδικα των λειτουργιών από την αρχή αφού ήδη υπάρχουν ένας μεγάλος αριθμός φυλλομετρητές ανοιχτού κώδικα. Αφού ενσωματωθούν οι βασικές λειτουργίες πλοήγησης της εφαρμογής, στην συνέχεια θα πρέπει να υλοποιηθεί ο κώδικας για την ενσωμάτωση του υποσυστήματος ασφαλείας. Απαιτούμενα προσόντα: Καλή γνώση προγραμματισμού, Linux. 1) αποκτήσει γνώσεις πάνω σε προγραμματισμό σε browsers. 2) αποκτήσει βασικές γνώσεις πάνω σε θέματα internet security 3) Δυνατότητα επέκτασης σε διδακτορικό Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταδιδάκτορα Λαμπρόπουλο Κων/νο, klamprop@ece.upatras.gr 6

7. Μοντελοποίηση και Έλεγχος Κατανεμημένων Υπηρεσιών [Κατηγορία: Εφαρμοσμένη Έρευνα] Οι σύγχρονες δικτυακές υπηρεσίες αναπτύσσονται σε κατανεμημένες πλατφόρμες hardware και λογισμικού. Ο έλεγχος τέτοιων υπηρεσιών αποτελεί ένα ενδιαφέρον ερευνητικό θέμα που περιλαμβάνει θεωρεία ελέγχου και βελτιστοποίησης και προβλήματα δικτύων και προγραμματισμού. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ο φοιτητής θα εκτελέσει τα παρακάτω στάδια: Θα μελετήσει και θα διδαχθεί από το εργαστήριο θεωρητικές γνώσεις απαραίτητες για την ανάπτυξη τέτοιων αλγορίθμων. Θα σχεδιάσει υπό την καθοδήγηση μας τέτοιους αλγορίθμους κατανεμημένου ελέγχου κατανεμημένων υπηρεσιών. Θα χρησιμοποιήσει τις γνώσεις του για την εξέλιξη και αξιολόγησή τους. 1) αποκτήσει θεωρητικές γνώσεις στους παραπάνω τομείς. 2) αποκτήσει εμπειρία στην ερευνητική μεθοδολογία. 3) αποκτήσει εμπειρία σε θέματα δικτύων και προγραμματισμού. Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταπτυχιακό Δεχουνιώτη Δημήτριο(ddexouni@ece.upatras.gr) 7

8. Υλοποίηση πλατφόρμας προσομοίωσης κατανεμημένων υπηρεσιών ευρείας κλίμακας [Κατηγορία: Εφαρμοσμένη Έρευνα] Σήμερα οι δικτυακές υπηρεσίες είναι εγκατεστημένες σε data center, που είναι γεωγραφικά κατανεμημένα. Η ομοιόμορφη απόδοση της υπηρεσίας απαιτεί την ανάπτυξη κατανεμημένων αλγορίθμων για τη διαχείριση αυτών των υπηρεσιών. Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ο φοιτητής θα εκτελέσει τα παρακάτω στάδια: Ανάπτυξη ενός περιβάλλοντος προσομοίωσης ενός κατανεμημένου δικτύου υπηρεσιών (Matlab, Opnet, VM). Υλοποίηση κάποιου ήδη υπάρχοντος κατανεμημένου αλγορίθμου. Σχεδίαση νέων αλγορίθμων πάνω στο συγκεκριμένο πρόβλημα. 1) αποκτήσει θεωρητικές γνώσεις στους παραπάνω τομείς. 2) αποκτήσει εμπειρία στον προγραμματισμό και στον τρόπο με τον οποίο στήνονται και εκτελούνται πραγματικές πειραματικές δοκιμές σε δικτυακά συστήματα. 3) αποκτήσει εμπειρία σε θέματα έρευνας (αποτελεσματικές λύσεις του παραπάνω προβλήματος θα οδηγήσουν σε δημοσίευση καθώς είναι ενεργό ερευνητικά). Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μπορεί να αποτελέσει την βάση για επιπλέον εφαρμοσμένη έρευνα και μεταπτυχιακές σπουδές. Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταπτυχιακό Νικόλαο Λεοντίου (nleontiou@ece.upatras.gr) 8

9. «Κατασκευή εφαρμογών που χειρίζονται γρήγορα και παράλληλα τεράστιες ποσότητες δεδομένων σε ομάδες υπολογιστικών κόμβων με χρήση Hadoop MapReduce» [Κατηγορία: Υλοποίηση] Η διαχείριση τεραστίας ποσότητας πληροφορίας θα είναι αντικείμενο της διπλωματικής. Θα γίνει εγκατάσταση του περιβάλλοντος Hadoop/MapReduce και κατασκευή μικρών εφαρμογών που θα επιδείξουν αυτές τις ικανότητες. Θα εξεταστεί επίσης και το περιβάλλον STORM του twitter. Απαιτούμενα προσόντα: Καλή γνώση προγραμματισμού σε C ή Java, Δίκτυα, προγραμματισμός διαδικτύου. 1) Κατανόηση συστημάτων διαχείρισης μεγάλων δεδομένων, 2) Διαχείριση, εγκατάσταση συστημάτων βασισμένα σε Hadoop/MapReduce 3) Απόκτηση κατάλληλων δεξιοτήτων που επιτρέπουν στον φοιτητή να: i)κατανοήσει τη θεωρία και τις εφαρμογές σε επίπεδο Cloud Computing. ii) Διαχείριση περιβάλλοντος Hadoop/MapReduce Επικοινωνία με τον ερευνητή Χρήστο Τρανώρη, PhD (tranoris@ece.upatras.gr) 9

10. «Κατασκευή plugin στο περιβάλλον παρακολούθησης Wireshark για αναγνώριση μηνυμάτων πρωτοκόλλου ForCES [Κατηγορία: Υλοποίηση] Ένα πρωτόκολλο αποτελείται από πολύ συγκεκριμένα πακέτα που μεταφράζονται σε μια σειρά από bytes πάνω στο σύρμα και τα καταλαβαίνει ο λήπτης. Το wireshark είναι ένα free open-source πρόγραμμα για να διαβάζει πακέτα πρωτοκόλλων και να τα αποκωδικοποιεί ώστε να μπορέσουν οι χρήστες να τα χρησιμοποιήσουν για debugging/ελέγχους γραμμής και διάφορες άλλες δικτυακές εργασίες. Το wireshark επίσης δέχεται plugin ώστε να μπορεί κάποιος να εισάγει περιγραφές δικών του πρωτοκόλλων για ανάγνωση. Σκοπός αυτής της διπλωματικής είναι η δημιουργία ενός plugin για το wireshark για ένα νέο πρωτόκολλο της IETF, το ForCES. 1) Προγραμματισμός σε C/C++ 2) Ανάγνωση και εμπέδωση πρωτοκόλλων. 3) Χρήση και αεξοικείωση με το περιβάλλον του Wireshark 4) Τρόπος λειτουργίας IETF ForCES protocol Επιπλέον Επικοινωνία με τον μεταπτυχιακό Χαλεπλίδη Ευάγγελο (ehalep@ece.upatras.gr) 10