Computação em grade tem se estabelecido como um importante paradigma de computação, por permitir lidar com grandes quantidades de cálculos e dados e a colaboração de participantes geograficamente distribuídos. Esses sistemas devem ser organizados de forma completamente distribuídas, com cada participante mantendo informações sobre outros participantes, e as informações necessárias ao funcionamento do sistema circulando pela rede de overlay resultante. Quando novas propostas de algoritmos, protocolos ou infraestruturas para a grade são apresentadas, sua avaliação efetiva implica considerar sua operação com uma grande quantidade de participantes, o que invariavelmente significa que simulações devem ser realizadas. Este trabalho apresenta um sub-sistema de simulação de redes de overlay integrado à plataforma de simulação de computação de grade GridSim, de forma a facilitar o estudo desse tipo de estruturas e o desenvolvimento de novas propostas de protocolos e algoritmos para seu uso em grades de computadores. A metodologia adotada resultou no desenvolvimento de um Java package no GridSim com classes e interfaces que representam os conceitos básicos de redes de overlay e da interface dos clientes com essas redes. A partir dele foi possível desenvolver protocolos para redes estruturadas e não estruturadas no simulador e simulá-los utilizando cenários de grade de dados. Com os resultados obtidos foi possível observar que, os protocolos implementados no simulador estão de acordo com o que é encontrado na literatura. / Grid Computing has been established as an important computing paradigm, since it allows dealing with a large quantity of computations and data and the collaboration of geographically distributed participants. Those systems must be organized in a completely distributed way, with each participant knowing about some other participants, and the needed information to the functioning system circulating through the resulting overlay network. When new algorithm proposals, protocols or infrastructures to the grid are presented, its evaluation implies to consider its operation with a large number of participants, which invariably means that simulations must be done. This work presents a subsystem of overlay network simulation integrated to the GridSim simulation platform, in order to facilitate the study of that type of structures and the development of new protocols and algorithms for use in grid computers. The adopted methodology led up to the development of a Java package with classes and interfaces that represent the basic concepts of overlay networks and of the clients interface with those networks. Using this package, it was possible for develop protocols to structured and non-structured networks in the simulator and simulate them using data grid scenarios. With the obtained results it was possible to observe that the implemented protocols in the simulator agree with what is found in the literature.

Devido ao grande avanço no desenvolvimento de hardware e em tecnologias de redes de alta velocidade, além da necessidade de aplicações que demandam cada vez mais poder de processamento em contextos de uso colaborativos, surge a necessidade de aplicações que aproveitem ao máximo o que as novas tecnologias de hardware e rede têm a oferecer. É neste contexto o Grid Computacional emerge como uma tecnologia inovadora no sentido de permitir a criação de aplicações distribuídas envolvendo uma ampla gama de recursos. A demanda de pesquisa nesta área ainda é grande, principalmente em algumas áreas da computação distribuída como a disseminação e recuperação de dado e informações. Esse trabalho é focado nessa necessidade e propões a utilização de alguns protocolos do padrão da indústria Universal Plug and Play de conectividade entre dispositivos inteligentes para a implementação de Grid Computacional através de alguns cenários típicos de aplicações em Grid. Esses protocolos podem ser muito úteis na construção de serviços do middleware do grid computacional relativos à disseminação e recuperação de dados e informações.

Grid Computing é um tipo de computação paralela e distribuída no qual diferentes máquinas distribuídas geograficamente são conectadas para a formação de um metacomputador, cujo principal propósito é aproveitar recursos subutilizados. A Embraer é uma empresa com mais de dez mil computadores e este trabalho é motivado pela idéia de aproveitar esse potencial para criar um grid de computadores capaz de executar casos de testes dos modelos do projeto do Avião Virtual e outras aplicações aeronáuticas que hoje são executadas em um único computador ou em clusters. O objetivo do trabalho é propor uma adaptação do método de engenharia de software RUP - Rational Unified Process ainda pouco utilizado pela Embraer para adequá-lo a projetos de desenvolvimento de grids de computadores. Para avaliação da viabilidade da adaptação foi construído um protótipo de um grid. Essa construção teve sucesso e o protótipo foi utilizado para aquisição de medidas de desempenho da tecnologia escolhida para sua criação.

Atualmente, os computadores pessoais são equipados com processadores de vários núcleos possuem alto poder de processamento. Algumas pesquisas realizadas indicam que estes mesmos computadores permanecem em média 80% do tempo ociosos. A união destas duas informações fomenta à pesquisa de um tipo de computação distribuída, conhecida como grades oportunistas. A utilização de um ambiente de grade oportunista permite a implementação de um computador paralelo capaz de processar grandes volumes de tarefas, com baixo custo financeiro. Apesar do baixo custo financeiro proporcionado por este ambiente, tem-se um alto custo computacional devido a utilização de recursos não dedicados. Estes ambientes sofrem de um problema que tem servido de objeto de diversas pesquisas, a indisponibilidade de recursos. O problema da indisponibilidade de recursos deve-se a volatilidade deste recursos. A volatilidade deve-se a liberdade de tornarem-se ociosos ou ocupados a qualquer instante, sem a necessidade de aviso prévio ao servidor. A volatilidade é a responsável por gerar uma série de interrupções de execução de tarefas e a consequente necessidade de novos escalonamentos desta mesma tarefa. Para reduzir o impacto deste problema, o escalonador de tarefas poderia considerar informações sobre o comportamento futuro dos recursos, ou seja, poderia considerar informações provenientes de um preditor de disponibilidade. Este trabalho propõe o modelo AvSchedP, modelo este capaz de realizar a previsão de disponibilidade baseando-se em dados binários e de forma dinâmica. O modelo AvSchedP foi projetado para ser integrado a escalonadores de grades oportunistas. O AvSchedP foi implementado e diversos experimentos foram realizados. Os experimentos foram realizados para avaliar a qualidade de previsão e a adequação do modelo a um sistema de grade oportunista, o XtremWeb. Os resultados obtidos demonstram que o AvSchedP apresenta bons resultados ao realizar previsões de duração de disponibilidade em ambientes formados por recursos voláteis. / Nowadays, personal computers have multi-core processors with high processing power. Some researches show that these computers remain 80 % of the time idle. The union of these two information instigates a kind of distributed computing, known as opportunistic grids. The opportunistic grid environment usage allows the implementation of a parallel computer like, capable of processing large volumes of tasks, with a low cost. Despite the low financial cost, it has a high computational cost due to use of nondedicated resources. Opportunistic grid environments have a problem that has been the subject of several researches: the resource availability. The resource availability problem is caused by the volatility of resources. The resource is free to become idle or busy at any time without notice the server. The volatility is responsible for generating a lot of task execution interruptions and consequently, task rescheduling. To alleviate this problem, the task scheduler could consider information about the future behavior of resources provided by an avalibility predictor. This paper proposes a new model, called AvSchedP , to perform dynamic resource availability prediction based on binary data. The model was designed to be integrated into opportunistic grid schedulers. The AvSchedP was implemented and several experiments were performed. These experiments were conducted to evaluate the prediction quality and the model integrability to the XtremWeb opportunistic grid system. The results show that the AvSchedP has good results when making availability duration predictions for environments composed by volatile resources.

A necessidade de poder computacional é crescente nas mais diversas áreas de atuação humana, tanto na indústria como no ambiente acadêmico. A Computação em Grade permite a interligação de recursos computacionais dispersos de maneira a permitir sua utilização mais efetiva, provendo aos usuários acesso simplificado ao poder computacional de diversas máquinas. Entretanto, os primeiros projetos de Computação em Grade objetivavam a interligação de máquinas paralelas ou aglomerados de alto desempenho e alto custo, acessível apenas a poucas instituições. Em contraponto ao alto custo das máquinas paralelas, os computadores pessoais se difundiram de maneira extraordinária nos últimos quinze anos. A expansão da base instalada foi acompanhada de uma crescente evolução na capacidade de tais máquinas. Os aglomerados dedicados de computadores pessoais representam a primeira tentativa de utilização de tais recursos para computação paralela e, apesar de serem amplamente utilizados, ainda requerem um investimento significativo. Entretanto, as mesmas instituições que adquirem tais aglomerados dedicados normalmente possuem centenas ou até milhares de computadores pessoais, os quais têm sua capacidade utilizada apenas parcialmente, resultando em grande ociosidade dos recursos. Os sistemas de Computação em Grade Oportunistas fornecem a possibilidade de se utilizar a base instalada de computadores pessoais de maneira a realizar computação utilizando a parte dos recursos que, de outra forma, estariam ociosos. Diversos sistemas dessa categoria foram desenvolvidos e utilizados com êxito para realizar tarefas de computação em diversas áreas como astronomia, biologia e matemática. O InteGrade, sistema de Computação em Grade Oportunista aqui apresentado, pretende oferecer características inovadoras para sistemas oportunistas, como suporte a aplicações paralelas que demandam comunicação entre nós e a utilização de coleta e análise de padrões de uso das máquinas da Grade, de maneira a permitir que se realize previsões sobre a disponibilidade das máquinas, permitindo uma utilização mais eficiente das mesmas. Além disso, o InteGrade emprega amplamente o paradigma de Orientação a Objetos, tanto na definição da arquitetura do sistema quanto na sua implementação. O trabalho aqui apresentado consistiu no estudo de outros projetos de Computação em Grade, na definição de uma arquitetura inicial para o InteGrade, passando pela descrição de seus principais módulos assim como sua implementação. Além disso, também descrevemos o projeto e a implementação de uma biblioteca para programação paralela no InteGrade utilizando o modelo BSP. / The past years witnessed a substantial increase in the need for computing power in various fields of human activity, including many industrial and academic endeavors. Grid Computing addresses those needs, providing seamless access to distributed computing resources, allowing one to use the combined computing power of various machines. However, the majority of the earlier Grid Computing systems focused on connecting high performance computers, which are very expensive resources only accessible to a small number of institutions. Contrasting with high cost parallel computing, personal computing experienced a tremendous growth in the last fifteen years. Personal computers are ubiquitous, cheap, and extremely powerful. The increase in processing power motivated the creation of dedicated PC clusters, allowing one to perform high performance computing tasks at a fraction of the price of a traditional parallel machine. Although cheaper, building a cluster still requires a considerable investment. At the same time, institutions that rely on the processing power of dedicated clusters typically own a large number of personal computers that are idle for most of the time, resulting in a loss of computing power that could otherwise be used for computing tasks. Opportunistic Grid Computing systems allow the use of the idle computing power of personal computers to perform useful computation. Many Opportunistic systems were successfully employed to solve problems in areas such as astronomy, biology, and mathematics. InteGrade, an Opportunistic Grid Computing system developed in the context of this thesis, aims to provide features not commonly available in other Opportunistic systems, such as support for parallel applications that require communication among application nodes, and usage pattern collection and analysis, which will allow for better scheduling decisions by providing predictions about future resource availability. InteGrade is a fully object oriented system, featuring both object oriented architecture and implementation. The work presented in this thesis includes a survey of existing Grid Computing systems and the definition of the InteGrade initial architecture, including the specification and implementation of various software modules. We also present the design and implementation of a parallel programming library that implements the BSP computing model, which allows one to write parallel applications that execute on InteGrade.

As grades computacionais e as redes peer-to-peer (P2P) surgiram como áreas distintas, com diferentes propósitos, modelos e ferramentas. No decorrer dos últimos anos, estas áreas foram convergindo, uma vez que a infraestrutura e o modelo de execução descentralizada das redes P2P provaram ser uma alternativa adequada para o tratamento de questões relacionadas à manutenção de grades de larga escala, tais como escalabilidade, descoberta, alocação e monitoramento de recursos. O modelo MultiCluster trata a convergência entre grades computacionais e redes peer-to-peer de uma forma mais restrita: os problemas de escalabilidade, de descoberta e alocação de recursos são minimizados considerando-se apenas recursos localmente disponíveis para a construção de uma grade, a qual pode ser usada para a execução de aplicações com diferentes características de acoplamento e comunicação. Esse trabalho apresenta a arquitetura do modelo e seus aspectos funcionais, bem como um primeira implementação do modelo, realizada através da adaptação da biblioteca de programação DECK sobre os protocolos do projeto JXTA. A avaliação do funcionamento dessa implementação é apresentada e discutida, com base em algumas aplicações com diferentes características. / Grid computing and peer-to-peer computing emerged as distinct areas with different purposes, models and tools. Over the last years, these areas has been converging since the infrastructure and the execution model used in peer-to-peer networks have proven to be a suitable way to treat some problems related to the maintenance of large scale grids, such as scalability, monitoring, and resource discovery and allocation. The MultiCluster model addresses the convergence of grids and peer-to-peer networks in a more restricted way: the problems related to scalability, resource allocation and discovery are minimized by considering only local resources for the conception of a small scale grid, which can be used to run applications with different characteristics of granularity and communication. This work presents the MultiCluster architecture and its functional aspects, as well as a first implementation carried out by adapting the DECK programming library to use JXTA protocols and its consequent evaluation, based on applications with different characteristics.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263928.pdf: 1317827 bytes, checksum: 5c63a0e9320c2d62407194a4f03ddf55 (MD5) / As tecnologias de grades computacionais são largamente utilizadas como uma forma barata de agregar poder computacional. Estas estruturas ajudam a oferecer serviços, unindo equipamentos e compartilhando os recursos como se a rede fosse um único computador. Porém, a complexidade de gerenciamento aumenta à medida que a quantidade de recursos inseridos na grade cresce. Diante do exposto, a gerência manual dos ambientes de grades é inviável. Este ambiente necessita de métodos de gerência autonômica para oferecer disponibilidade, qualidade de serviço e configurações otimizadas. Este trabalho apresenta um sistema de gerência para ambientes de grade computacional baseada em elementos autonômicos, que visa fornecer ao sistema características de auto-gerenciamento. Também no escopo deste trabalho, são descritos detalhes da implementação do sistema proposto e a realização de estudos de caso em diferentes cenários. Grid computing technologies are being applied as an affordable method to cluster computational power together. These structures aim to support service applications by grouping devices and shared resources in one large computational unit. However, the management complexity grows proportionally to the number of resources being integrated. From a given point up, manual management of large grid structures is unfeasible. This scenario calls for automated management methods to support availability, quality of service and optimized configurations. This work presents the design of a grid computing management system based on autonomic elements, which aims to promote characteristics of self-management. In addition, it introduces a proof-of-concept implementation and case study scenarios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:14:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294428.pdf: 863796 bytes, checksum: 71db0c0b2a6612b4726d86878f098e18 (MD5) / As atividades relacionadas ao gerenciamento de redes têm se tornado cada vez mais complexas devido ao crescimento das redes tanto em número de dispositivos como na variedade dos mesmos. Atualmente, o grande número de equipamentos existentes nas redes corporativas e a diversidade destes equipamentos tornam os modelos tradicionais de gerência realmente impraticáveis, pois a necessidade destes modelos por recursos de processamento, armazenamento e memória de alto desempenho torna o gerenciamento uma tarefa onerosa. Como alternativa ao modelo centralizado de gerência surgem os modelos distribuídos. Um destes modelos, descrito nesta dissertação, faz uso de agentes autônomos para compor um /grid/ de agentes para a gerência de redes. Neste /grid/ são necessários mecanismos para distribuição de tarefas, balanceamento da carga de trabalho e tolerância à falhas. O principal objetivo desta dissertação foi relizar uma análise do desempenho dos algoritmos english e dutch auction e contract-net na distribuição das tarefas e balanceamento de carga nesta arquitetura. Os resultados finais desta análise mostram que os algoritmos english e dutch auction realizam a distribuição de tarefas de processamento de dados de forma mais eficiente que o contract-net. Isso devido a característica de mudança rápida de disponibilidade de capacidade de processamento que o cenário apresenta. Já na distribuição para armazenamento de dados coletados os três algoritmos tiveram resultados parecidos, pois a capacidade de armazenamento é uma característica que não se altera em um curto espaço de tempo neste cenário.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242029.pdf: 448754 bytes, checksum: 0938917d43702c38204b2dac17f028ec (MD5) / Fornecer segurança em um sistema distribuído requer mais que autenticação de usuário através de senha ou certificado digital e sigilo na transmissão de informações. É preciso fazer o controle rigoroso das tarefas que estão sendo executadas para evitar que usuários maliciosos quebrem as políticas do grid, para que o uso de senhas roubadas possa ser identificado e, também, que ataques conhecidos sejam detectados rapidamente. Neste trabalho é apresentada uma proposta de detecção de intrusão em grid que aplica paralelamente duas técnicas distintas de detecção de intrusão sobre os dados de auditoria colhidos do middleware. É realizada uma analise de anomalia para verificar se as ações correspondem ao perfil de comportamento conhecido e uma analise de conhecimento que verifica quebras na política de segurança e padrões de ataques conhecidos. Desta forma foi proposto um padrão para descrever regras e políticas. A proposta foi validada e mensurada visando observar a sua exatidão com a quantidade de falsos positivos e falsos negativos e performance para conhecer o custo de processamen

Orientador: Glauco de Souza Rolim / Banca: Márcio José de Santana / Banca: Lucieta Guerreiro Martorano / Resumo: O Brasil é o maior produtor da segunda commodity de maior valor no mercado, o café. O conhecimento de técnicas eficazes de estimativa de produtividade é de grande importância para o mercado cafeeiro, possibilitando melhor planejamento e tornando a atividade mais sustentável. Uma forma eficaz de se estimar a produtividade é através da modelagem agrometeorológica, que quantifica a influência do clima nos cultivos agrícolas. Entretanto, dados climáticos são necessários, e estes em sua maioria são provenientes de estações de superfície. Uma forma de inovar essa técnica é a utilização de outra fonte de dados climáticos, como os dados em grid (GD) que são resultado da combinação de diversas fontes, como sondas oceânicas, sensoriamento remoto, entre outros. O presente trabalho teve como objetivo estimar a produtividade de Coffea arabica a partir do modelo proposto por Santos e Camargo (2006) (SC) com dados meteorológicos provenientes dos GD dos sistemas ECMWF e NASA para regiões cafeeiras de Minas Gerais e São Paulo. Em um primeiro momento foram comparados dados de temperatura do ar e precipitação obtidos pelo ECMWF e NASA aos dados de estações meteorológicas de superfície, com o objetivo de verificação da acurácia dos GDs. No segundo momento foi proposta uma calibração no modelo de estimativa de produtividade de Santos e Camargo (2006), para a utilização dos GDs. Para temperatura, os dados do ECMWF e NASA foram precisos e acurados, com valores mínimos de RMSE iguais a 0,37 e 0,50 °... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is the largest producer of the second most valuable commodity on the market, coffee. The knowledge of effective techniques of yield estimation is importance for the coffee market, enabling better planning and making the activity more sustainable. An effective way of yield estimating is through agrometeorological modeling, which quantifies the influence of climate on agricultural crops. However, weather data is needed, and these mostly come from surface stations. One way to innovate this technique is to use another source of climate data, such as Gridded data (GD), which are the result of a combination of diverse sources such as oceanic probes, remote sensing, among others. This work aimed to propose the use of the model of yield estimation proposed by Santos and Camargo (2006) with meteorological data from the GCMs, ECMWF and NASA for coffee regions of Minas Gerais and São Paulo. At first, temperature and precipitation data obtained through the ECMWF and NASA were compared and verified with data from surface meteorological stations. In the second moment, a calibration was proposed in Santos and Camargo (2006), for the use of GDs (ECMWF and NASA). For temperature, ECMWF and NASA data were accurate and accurate, with minimum RMSE values of 0.37 and 0.50 ° C, and Willmott's d values of 0.86 and 0.53, respectively. For precipitation, the minimum values of precision and accuracy were lower, with RMSE equal to 2.15 and 5.33 ° C, and d of Willmott equal to 0.79 and 0.59, respectively. When the GD data were applied in the SC model for coffee yield estimation the ECMWF was superior to NASA. The calibration of the SC model coefficients for ECMWF and NASA data was efficient, since there was a decrease in the mean absolute percentage error (MAPE), mean root mean square root (RMSEs) and root mean squ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre