LIMA FILHO, J. S. Um Mecanismo de offloading de dados com tomada de decisão. 2017. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-08T18:15:22Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_jslimafilho.pdf: 1815706 bytes, checksum: 4259b6681ae6971d1aa77d5dd975ec5b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-08T19:04:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_jslimafilho.pdf: 1815706 bytes, checksum: 4259b6681ae6971d1aa77d5dd975ec5b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-08T19:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_jslimafilho.pdf: 1815706 bytes, checksum: 4259b6681ae6971d1aa77d5dd975ec5b (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / According to IBGE (Brazilian Institute of Geography and Statistics), 92.1% of home access to the Internet was made by mobile phones. Due to the physical limitations, the processing power of these devices and the life of the batteries have not matched the growing demand of mobile applications. In the mobile cloud computing paradigm, offloading techniques are used to augment computation and power capacities of mobile devices as well as to reduce the execution time of tasks. In this dissertation, we propose a data offloading mechanism that selects and migrates files to a local infrastructure (cloudlet), assisting computation offloading frameworks to reduce the amount of data sent over the network. The mechanism uses the application methods execution history, as well as the network condition, to create decision trees that help deciding when and which files used by these methods should be transferred. The experiments results indicate that our mechanism reduces the processing offloading time by up to 19.5%. / De acordo com o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), 92,1% do acesso domici- liar à Internet passou a ser feito pelos telefones móveis celulares. Devido às limitações físicas, o poder de processamento desses dispositivos e o tempo de vida das baterias não têm acompanhado a exigência crescente dos aplicativos móveis. No paradigma de mobile cloud computing, as técnicas de offloading permitem a extensão das capacidades energética e computacional de dispositivos móveis, bem como a redução do tempo de execução de procedimentos. Nesta dis- sertação, propomos um mecanismo de offloading de dados que seleciona e migra arquivos para uma infraestrutura local (cloudlet) auxiliando os frameworks de offloading de processamento a reduzirem a quantidade de dados enviados pela rede. O mecanismo utiliza-se do histórico de execuções dos métodos dos aplicativos, assim como das condições da rede, para criar árvores de decisão que auxiliam na decisão de quando e quais arquivos utilizados por estes métodos devem ser transferidos. Os resultados dos experimentos indicam que a utilização do mecanismo proposto reduz o tempo do offloading de processamento em até 19,5%.

Computação em nuvem é um paradigma em que provedores oferecem recursos computacionais como serviços, que são contratados sob demanda e são acessados através da Internet. Os conjuntos de recursos computacionais contratados são chamados de cloud slices, cujo monitoramento fornece métricas essenciais para atividades como a operação da infraestrutura, verificação do cumprimento de SLAs e medição da qualidade do serviço percebida pelos usuários. Além disso, o monitoramento também é oferecido como serviço para os usuários, que podem contratar métricas ou serviços de monitoramento diferenciados para seus cloud slices. O conjunto de métricas associadas a um cloud slice juntamente com as configurações necessárias para coletá-las pelas soluções de monitoramento é chamado de monitoring slice, cuja função é acompanhar o funcionamento do cloud slice. Entretanto, a escolha de soluções para serem utilizadas nos monitoring slices é prejudicada pela falta de integração entre soluções e plataformas de computação em nuvem. Para contornar esta falta de integração, os administradores precisam implementar scripts geralmente complexos para coletar informações sobre os cloud slices hospedados na plataforma, descobrir as operações realizadas na plataforma, determinar quais destas operações precisam ser refletidas no monitoramento de acordo com as necessidades do administrador e gerar as configurações dos monitoring slices. Nesta dissertação é proposto um framework que mantém monitoring slices atualizados automaticamente quando cloud slices são criados, modificados ou destruídos na plataforma de nuvem. Neste framework, os monitoring slices são mantidos de acordo com regras predefinidas pelos administradores oferecendo a flexibilidade que não está disponível nas soluções de monitoramento atuais. Desta forma, o desenvolvimento de scripts complexos é substituído pela configuração dos componentes do framework de acordo com as necessidades dos administradores em relação ao monitoramento. Estes componentes realizam a integração do framework com as plataformas e soluções de monitoramento e podem já ter sido desenvolvidos por terceiros. Caso o componente necessário não esteja disponível, o administrador pode desenvolvê-lo facilmente aproveitando as funcionalidades oferecidas pelo framework. Para avaliar o framework no contexto de nuvens do modelo IaaS, foi desenvolvido o protótipo chamado FlexACMS (Flexible Automated Cloud Monitoring Slices). A avaliação do FlexACMS mostrou que o tempo de resposta para a criação de monitoring slices é independente do número de cloud slices no framework. Desta forma, foi demonstrada a viabilidade e escalabilidade do FlexACMS para a criação de monitoring slices para nuvens IaaS. / Cloud computing is a paradigm that providers offer computing resources as services, which are acquired on demand and are accessed through the Internet. The set of acquired computing resources are called cloud slices, whose monitoring offers essential metrics for activities as infrastructure operation, SLA supervision, and quality of service measurement. Beyond, the monitoring is also offered as a service to users, that can acquire both differentiated metrics or monitoring services to their cloud slices. The set of metrics associated to a cloud slice and the required configuration to collect them by monitoring solutions is called monitoring slice, whose function is keep up with the cloud slice functioning. However, the monitoring solution choice to compose monitoring slices is harmed by lack of integration between solutions and cloud platforms. To overcome this lack of integration, the administrators need to develop scripts usually complex to collect information about cloud slices hosted by the platform, to discover the operations performed in the platform, to determine which operations need to be reflected in the monitoring according to the administrator’s needs, and to generate the monitoring slice configuration. This dissertation proposes a framework that keeps monitoring slices updated automatically when cloud slices are created, modified, or destroyed in the cloud platform. In this framework, the monitoring slices are kept according to rules defined by administrators, which offers the flexibility that is not available in current monitoring solutions. In this way, the framework replaces the development of complex scripts by the configuration of framework’s components according to administrator’s needs in regards to monitoring. These components perform the framework integration with platforms and monitoring solutions and may be already developed by third parties. If required component is not available, the administrator can easily develop it availing functionalities offered by the framework. In order to evaluate the framework in the context of IaaS clouds, a prototype called FlexACMS (Flexible Automated Cloud Monitoring Slices) was developed. The FlexACMS evaluation showed that response time to create monitoring slices is independent of the number of cloud slices in the framework. In this way, the FlexACMS feasibility and scalability was demonstrated for creation of monitoring slices for IaaS clouds.

Nuvens de infraestrutura como serviço (IaaS) estão se tornando um ambiente habitual para execução de aplicações modernas da Internet. Muitas plataformas de gerenciamento de nuvem estão disponíveis para aquele que deseja construir uma nuvem de IaaS privada ou pública (e.g., OpenStack, Eucalyptus, OpenNebula). Um aspecto comum do projeto de plataformas atuais diz respeito ao seu modelo de controle caixa-preta. Em geral, as plataformas de gerenciamento de nuvem são distribuídas com um conjunto de estratégias de alocação de recursos embutida em seu núcleo. Dessa forma, os administradores de nuvem têm poucas oportunidades de influenciar a maneira como os recursos são realmente gerenciados (e.g., posicionamento de máquinas virtuais ou seleção caminho de enlaces virtuais). Os administradores poderiam se beneficiar de personalizações em estratégias de gerenciamento de recursos, por exemplo, para atingir os objetivos específicos de cada ambiente ou a fim de permitir a alocação de recursos orientada à aplicação. Além disso, as preocupações acerca do gerenciamento de recursos em nuvens se dividem geralmente em computação, armazenamento e redes. Idealmente, essas três preocupações deveriam ser abordadas no mesmo nível de importância por implementações de plataformas. No entanto, ao contrário do gerenciamento de computação e armazenamento, que têm sido amplamente estudados, o gerenciamento de redes em ambientes de nuvem ainda é bastante incipiente. A falta de flexibilidade e suporte desequilibrado para o gerenciamento de recursos dificulta a adoção de nuvens como um ambiente de execução viável para muitas aplicações modernas da Internet com requisitos rigorosos de elasticidade e qualidade do serviço. Nesta tese, um novo conceito de plataforma de gerenciamento de nuvem é introduzido onde o gerenciamento de recursos flexível é obtido pela adição de programabilidade no núcleo da plataforma. Além disso, uma API simplificada e orientada a objetos é introduzida a fim de permitir que os administradores escrevam e executem programas de gerenciamento de recursos para lidar com todos os tipos de recursos a partir de um único ponto. Uma plataforma é apresentada como uma prova de conceito, incluindo um conjunto de adaptadores para lidar com tecnologias de virtualização e de redes modernas, como redes definidas por software com OpenFlow, Open vSwitches e Libvirt. Dois estudos de caso foram realizados a fim de avaliar a utilização de programas de gerenciamento de recursos para implantação e otimização de aplicações através de uma rede emulada usando contêineres de virtualização Linux e Open vSwitches operando sob o protocolo OpenFlow. Os resultados mostram a viabilidade da abordagem proposta e como os programas de implantação e otimização são capazes de alcançar diferentes objetivos definidos pelo administrador. / Infrastructure as a Service (IaaS) clouds are becoming an increasingly common way to deploy modern Internet applications. Many cloud management platforms are available for users that want to build a private or public IaaS cloud (e.g., OpenStack, Eucalyptus, OpenNebula). A common design aspect of current platforms is their black-box-like controlling nature. In general, cloud management platforms ship with one or a set of resource allocation strategies hard-coded into their core. Thus, cloud administrators have few opportunities to influence how resources are actually managed (e.g., virtual machine placement or virtual link path selection). Administrators could benefit from customizations in resource management strategies, for example, to achieve environment specific objectives or to enable application-oriented resource allocation. Furthermore, resource management concerns in clouds are generally divided into computing, storage, and networking. Ideally, these three concerns should be addressed at the same level of importance by platform implementations. However, as opposed to computing and storage management, which have been extensively investigated, network management in cloud environments is rather incipient. The lack of flexibility and unbalanced support for resource management hinders the adoption of clouds as a viable execution environment for many modern Internet applications with strict requirements for elasticity or Quality of Service. In this thesis, a new concept of cloud management platform is introduced where resource management is made flexible by the addition of programmability to the core of the platform. Moreover, a simplified object-oriented API is introduced to enable administrators to write and run resource management programs to handle all kinds of resources from a single point. An implementation is presented as a proof of concept, including a set of drivers to deal with modern virtualization and networking technologies, such as software-defined networking with OpenFlow, Open vSwitches, and Libvirt. Two case studies are conducted to evaluate the use of resource management programs for the deployment and optimization of applications over an emulated network using Linux virtualization containers and Open vSwitches running the OpenFlow protocol. Results show the feasibility of the proposed approach and how deployment and optimization programs are able to achieve different objectives defined by the administrator.

Em nosso mundo altamente conectado, novas tecnologias provêm contínuas mudanças na velocidade e eficiência das redes de telecomunicações e de transporte. Muitas dessas tecnologias são originárias de pesquisas em problemas de otimização em redes aplicadas a diferentes áreas. Nesta tese, investigamos três problemas de otimização combinatória que podem ser abordados como estruturas de redes. Primeiramente, são abordados problemas de engenharia de tráfego em redes de transporte. O objetivo principal é investigar os efeitos de alterar o custo de um subconjunto de arcos da rede, considerando que os clientes desta rede agem com um comportamento bem definido. O objetivo é controlar o fluxo na rede de modo a obter uma melhor distribuição do fluxo, minimizando o congestionamento ou maximizando o fluxo em um subconjunto de arestas. No primeiro problema considerase instalar um número fixo de postos de pedágios e definir os valores das tarifas para minimizar o tempo médio de viagem dos usuários. No segundo problema abordado, o objetivo é definir os valores das tarifas para maximizar a receita arrecadada nos arcos com pedágios. Em ambos os problemas, os usuários escolhem as rotas com base nos caminhos de menor custo da origem para o destino. Em redes de telecomunicações, um problema de alocação sujeito às condições da rede é considerado. O objetivo é alocar um conjunto de recursos, minimizando o custo de comunicação. Uma aplicação de computação em nuvem é considerada, onde os recursos são máquinas virtuais que devem ser alocadas em um conjunto de centros de dados. Condições da rede como largura de banda e latência são consideradas de modo a garantir a qualidade dos serviços. Para todos estes problemas, os modelos matemáticos são apresentados e avaliados usando um solver comercial de propósito geral como um método exato. Além disso, abordagens heurísticas são propostas, incluindo uma classe de algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas (BRKGA). Resultados experimentais demonstram o bom desempenho das abordagens heurísticas propostas, mostrando que o BRKGA é uma ferramenta eficiente para resolver diferentes tipos de problemas de otimização combinatória, especialmente sobre estruturas de rede. / In our highly connected world, new technologies provide continuous changes in the speed and efficiency of telecommunication and transportation networks. Many of these technologies come from research on network optimization problems with applications in different areas. In this thesis, we investigate three combinatorial optimization problems that arise from optimization on networks. First, traffic engineering problems in transportation networks are addressed. The main objective is to investigate the effects of changing the cost of some links in the network regarding some well-defined user behavior. The goal is to control the flow in the network and seek a better flow distribution over the network and then minimize the traffic congestion or maximize the flow on a subset of links over network conditions. The first problem considered is to install a fixed number of tollbooths and define the values of tariffs to minimize the average user travel time. The second problem considered is to define the values of tariffs to maximize the revenue collected in the tolled arcs. In both problems, users choose the routes based on the least cost paths from source to destination. From telecommunication networks, a placement problem subjected to network conditions is considered. The main objective is to place a set of resources minimizing the communication cost. An application from cloud computing is considered, where the resources are virtual machines that should be placed in a set of data centers. Network conditions, such as bandwidth and latency, are considered in order to ensure the service quality. For all these problems, mathematical models are presented and evaluated using a general-purpose commercial solver as an exact method. Furthermore, new heuristics approaches are proposed, including some based on biased random-key genetic algorithm (BRKGA). Experimental results demonstrate the good performance of the proposed heuristic approaches, showing that BRKGA is an efficient tool for solving different kinds of combinatorial optimization problems, especially over network structures.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323393.pdf: 898568 bytes, checksum: 82a66fa50c2585ef42883396a7b89de1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Computação em nuvem surgiu como meio para economia de recursos através do compartilhamento de estruturas em sistemas distribuídos. Dentre os diversos modelos de entrega de serviços em nuvem estão os bancos de dados. No entanto, em ambientes corporativos, a segurança das aplicações com bancos de dados em nuvem, torna-se uma preocupação. Desde 1997, trabalhos de pesquisa vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de minimizar alguns dos diversos problemas de segurança apontados, principalmente os relativos aos requisitos de confidencialidade. Esta dissertação focaliza o problema de segurança que pode ser encontrado, quando se celebram acordos de níveis de serviço (SLA) e contratos de serviço para bancos de dados em nuvem. No sentido de averiguar a segurança e tratar riscos, é proposto a utilização de um framework conceitual construído com um conjunto de controles internos para orientar clientes e provedores no estabelecimento de níveis de segurança. Com a utilização deste framework, controles internos foram implantados em ambientes de laboratório para nuvens públicas e privadas. Estudos de caso e análise de vulnerabilidades foram realizados para verificação da segurança, permitindo obter importantes resultados, tais como: viabilizar a escolha de provedores de serviços que possuem os controle desejados; criar métricas para o monitoramento de serviços; adequar e utilizar o PCMONS (Private Cloud MONitoring System) para realizar o monitoramento; integrar controles aos contratos de serviços e fiscalizar acordos de níveis de serviços.<br> / Abstract : Cloud computing enables resource savings through IT infrastructure sharing in distributed systems. Databases are one of cloud service delivery models. However, application security in cloud databases is a concern in enterprise environments. Since 1997, scientific researches have been developed in or- der to minimize some of these security problems, especially those relating to confidentiality. This master thesis focuses on the security problem, which can be found when entering into service level agreements (SLA) and service contracts. In order to investigate the security levels and risk treatment, we have proposed the use of a conceptual framework built with a set of internal controls to guide clients and providers for establishing acceptable security levels. By using this framework, internal controls were implemented in laboratory environment for public and private clouds. Case studies and vulnerabilities analysis were executed in order to investigate the security assurance. Important results were achieved, such as: to guide the choice of service providers holding the desired controls; create metrics for monitoring services; adapt and use of PCMONS (Private Cloud MONitoring System) monitoring tool; include controls into service contracts and manage service level agreements.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327521.pdf: 2051972 bytes, checksum: 885285e7f2d77d420e606d249f6fff37 (MD5) Previous issue date: 2014 / Com o amadurecimento de abordagens de autorização multi-inquilino e gerenciamento de identidade federada para computação em nuvem, a provisão de serviços utilizando esse paradigma permite maximizar a eficiência para organizações em que o controle de acesso e imprescindível. No entanto, no que tange o suporte a escalabilidade, principalmente horizontal, algumas características dessas abordagens baseadas em protocolos de autenticação central apresentam problemas. Este trabalho visa mitigar esses problemas provendo uma solução baseada em uma adaptação do mecanismo sticky-session para a arquitetura Shibboleth utilizando JASIG CAS. Essa alternativa, em comparação com a abordagem recomendada baseada em distribuição de memória, mostrou mais eficiência e redução da complexidade da infraestrutura, exigindo um percentual de menos 58% de recursos computacionais e aprimorando o throughput (requisições por segundo) em 11%.<br> / Abstract : As multi-tenant authorization and federated identity management systems for cloud computing matures, the provisioning of services using this paradigm allows maximum efficiency on business that requires access control. However, regarding scalability support, mainly horizontal, some characteristics of those approaches based on central authentication protocols are problematic. The objective of this work is to address these issues by providing an adapted sticky-session mechanism for a Shibboleth architecture using JASIG CAS. This alternative, comparedwith the recommended shared memory approach, shown improvedeciency and less overall infrastructure complexity, as well as demandingless 58% of computational resources and improving throughput (requests per second) by 11%.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332923.pdf: 1832257 bytes, checksum: 673e1817ab96b1a681fbcda507970e49 (MD5) Previous issue date: 2014 / O desenvolvimento das TIs trouxe diversas mudanças na maneira como o software é desenvolvido e distribuído. A computação em nuvem é um dos motivos desta mudança, que propicia a distribuição de software não mais como produto e sim como serviço. Com isso, do ponto de vista de negócios, a necessidade de reuso e integração de serviços ampliou a adesão ao SOA, que facilita a interação dos serviços entre aplicações e empresas. Como grande parte da indústria deste ramo é movimentada pelas MPMEs, uma alternativa para busca do melhor aproveitamento das oportunidades de mercado é através das alianças estratégicas. Diversas abordagens são apresentadas na literatura, uma abordagem clássica bastante comum no contexto da cadeia de suprimentos são os arranjos produtivos locais (APL). Devido aos resultados trazidos pela globalização, as TICs impuseram profundas mudanças nos paradigmas organizacionais, favorecendo o estabelecimento de novas Redes Colaborativas, que são auxiliadas pela internet. Dentre as várias redes que existem com diferentes características e desdobramentos, o Ambiente de Criação de organizações Virtuais (ACV) busca facilitar o processo de criação de Organizações Virtuais (OVs) e sua finalidade é proporcionar uma aliança temporária para aproveitar uma oportunidade de negócios. Neste contexto é necessário tratar da gestão dessa colaboração, ou seja, saber o que fazer para colaborar e como manter essa colaboração. Para apoiar essa tarefa, nesta dissertação de mestrado foi desenvolvido um modelo de gestão de uma Federação de Provedores de Serviços de Software, para as empresas trabalharem colaborativamente a fim de prover serviços de software de maior valor agregado. Este modelo apresenta a gestão da Federação em diversos processos, de modo a enquadrar todos os requisitos necessários a sua manutenção. Os processos foram classificados conforme o ciclo de vida da Federação, e suas definições e objetivos foram também descritos. Para avaliar o modelo, houve uma interação com um grupo de especialistas através de um survey, cujo feedback atesta a relevância deste trabalho e a completude do modelo.<br> / Abstract : The IT development brought several changes in the way how software is developed and distributed. The cloud computing is one of the reasons of it by supporting the software distribution not as a product anymore, but as a service. In this way, at the business point of view, the need of software reuse and integration has increased the SOA adoption, which supports service interaction between applications and enterprises. Since most of the industry in this area is moved by SMEs, an alternative in order to better take the business opportunities is through strategic alliances. Several approaches are presented in the literature, a classical one very usual in the supply chain context are local productive arrangements. Due to the results brought by the globalization, the ICTs have imposed deeply changes into the organizational paradigms, it beneficiates the establishment of new Collaborative Networks, which is supported by the internet. Among various existent networks with distinct characteristics and endeavors, the Virtual Breeding Environment (VBE) seeks to assist the process of creation of Virtual Organizations (VOs) and your purpose is to provide a temporary alliance in order to take advantage of a business opportunity. In this regard it is necessary to deal with the management of collaboration, in other words, to know what to do to collaborate and how to maintain it. In order to support it, in this master?s thesis it was developed a model of management of a Federation of Software Service Providers, so that the enterprises work collaboratively to provide software service with higher value. This model presents the management of the Federation into processes, in a way to fit all the requirements needed to its maintenance. The processes were classified according to the Federation?s lifecycle, and its definitions and purposes were also described. To evaluate the model, there was an interaction with an expert group through a survey, whose feedback certifies the relevance of this work and the completeness of the model.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:10:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333112.pdf: 3170326 bytes, checksum: fd20fc351be5671e76ab5956b2d46314 (MD5) Previous issue date: 2015 / Recentes avanços na área da Computação de Alto Desempenho (HPC) tem gerado uma grande variedade de possibilidades para pesquisas na área. Arquiteturas paralelas e distribuídas modernas apresentam um aumento considerável em sua capacidade de processamento. Entretanto, esse crescimento de desempenho é acompanhado por um aumento de consumo de energia. Neste cenário, a comunidade científica tem estudado técnicas voltadas à redução de consumo de energia em tais plataformas. Arquiteturas de alto desempenho são amplamente utilizadas em ambientes empresarial e acadêmico quando há a necessidade de grande poder computacional. Recentemente, infraestruturas legadas têm sido adaptadas ao modelo de nuvem computacional, o qual fornece recursos sob demanda e permite a usuários contratar serviços de infraestrutura, plataforma e software. Neste trabalho propomos uma abordagem genérica de alocação de recursos energeticamente eficiente que melhora a eficiência energética de ambientes de alto desempenho heterogêneos selecionando recursos menos custosos. A abordagem proposta considera o custo para transferência de dados, assim como o estado e eficiência energética dos nodos computacionais. Após realizados diversos experimentos em um ambiente simulado de nuvem, concluiu-se que, em alguns casos, a abordagem proposta reduz consideravelmente o consumo de energia em comparação com abordagens existentes na literatura.<br> / Abstract : Recent advances in High Performance Computing (HPC) have led to a wide range of new possibilities for research. In this context, modern parallel and distributed architectures have presented a steady increase in their processing capabilities. However, such growth is usually followed by an increase in energy consumption. Because of that, the research community has been focusing on techniques to reduce energy consumption on such platforms. HPC architectures are now widely used in business and academic environments when high computing power is crucial. Recently, legacy structures have been adapted to the cloud computing model, which provides resources on demand such as infrastructure, software or platform. In this work we propose a generic energy-efficient scheduling approach that improves the energy efficiency of high performance heterogeneous environments by selecting the least costly resources. The proposed approach takes into consideration the cost of data transfers as well as the state and energy efficiency of computing nodes. After carrying out several experiments in a cloud simulated environment we concluded that, in some cases, the proposed approach achieves considerably better energy efficiency than other existing approaches in the literature.

FARIAS, Victor Aguiar Evangelista de. Uma Abordagem para a Modelagem de Desempenho e de Elasticidade para Bancos de Dados em Nuvem. 2016. 73 f. Dissertação (mestrado em computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-31T18:48:05Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-04-25T12:33:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-25T12:33:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_vaefarias.pdf: 2901674 bytes, checksum: 2defc02493d2e15c69317aca46126bb3 (MD5) Previous issue date: 2016 / Cloud computing is a successful, emerging paradigm that supports on-demand services. With the exponential growth of data generated by present applications, NoSQL databases which are inherently distributed systems have been used to manage data in the cloud. In this scenario, it is fundamental for cloud providers to guarantee Quality of Service (QoS) by satisfying tho Service Level Agreement (SLA) contract while reducing the operational costs related to both overprovisioning and underprovisioning. Thus QoS mechanisms can greatly benefit from a predictive model that estimates SLA-based performance metrics for a given cluster and workload configuration. Therewith, elastic provisioning strategies can benefit from these predictive models to provide a reliable mechanism to add and remove resources reliably. In this work, we present a generic performance modeling for NoSQL databases in terms of SLA-based metrics capable of capturing non-linear effects caused by concurrency and distribution aspects. Moreover we present a elastic provisioning mechanism based on performance models. Results of experimental evaluation confirm that our performance modeling can accurately estimate the performance under a wide range of workload configurations and also that our elastic provisioning approach can ensure QoS while using resources efficiently. / A computação em nuvem é um paradigma de computação emergente e bem sucedido que oferece serviços por demanda. Com o crescimento exponencial da quantidade de dados utilizados pelas aplicações atuais, os bancos de dados NoSQL, que são sistemas inerentemente distribuídos, têm sido usados para gerenciar dados na Nuvem. Nesse cenário, é fundamental que os provedores de serviços em nuvem garantam a Qualidade de Serviço (QoS) por meio do cumprimento do contrato Service Level Agreement (SLA) enquanto reduz os custos operacionais relacionados a overprovisioning e underprovisioning. Mecanismos de QoS podem se beneficiar fortemente de modelos de desempenho preditivos que estimam o desempenho para uma dada configuração do sistema NoSQL e da carga de trabalho. Com isso, estratégias de elasticidade podem aproveitar esses modelos preditivos para fornecer meios de adicionar e remover recursos computacionais de forma mais confiável. Este trabalho apresenta uma abordagem para modelagem de desempenho genérica para banco de dados NoSQL em termos de métricas de desempenho baseadas no SLA capaz de capturar o efeitos não-lineares causados pelo aspectos de concorrência e distribuição. Adicionalmente, é apresentado um mecanismo de elasticidade para adicionar e remover nós sistema NoSQL baseado em modelos de desempenho. Resultados de avaliação experimental confirmam que a modelagem de desempenho estima as métricas de forma acurada para vários cenários de carga de trabalho e configurações do sistema. Por fim, a nossa estratégia de elasticidade é capaz de garantir a QoS enquanto utiliza os recursos de forma eficiente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-21T03:19:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348593.pdf: 2544042 bytes, checksum: 97b239bcf7b6ed2589435e05bfe4c249 (MD5) Previous issue date: 2017 / O armazenamento de dados em nuvens tem se tornado uma opção para permitir a geo-replicação. No contexto de aplicações críticas, é preciso garantir tolerância a faltas para que essas aplicações possam depender dos dados armazenados nas nuvens. Esta tese apresenta soluções para tornar mais simples e eficiente a operação de sistemas críticos que armazenam dados em múltiplos provedores de nuvem (Intercloud). Três contribuições integram esta tese. A primeira contribuição consiste em uma técnica denominada Antecipação de Pedidos (AdP) cujo objetivo é melhorar a eficiência de protocolos baseados em quóruns. Essa técnica é otimista e considera a latência dos provedores envolvidos na operação para paralelizar parcialmente fases de um protocolo. A aplicação da AdP no contexto desta tese resulta no RafeStore, um sistema confiável e eficiente de armazenamento de dados em múltiplas nuvens. O RafeStore considera uma categoria específica de dados multiversão, denominada Dado de Conteúdo Independente, cuja formação de novos valores não depende de valores anteriores. A avaliação do RafeStore usando provedores de nuvem comerciais demonstra que o mesmo requer menores latência e custo, quando comparado a outros sistemas baseados em quóruns bizantinos. A segunda contribuição desta tese refere-se à organização da execução de requisições, necessária quando múltiplos clientes atualizam simultaneamente um mesmo dado. Para tal fim, é proposto o sistema DORADO, que coordena metadados segundo a estratégia de replicação de máquinas de estado. O DORADO é projetado para funcionar no gerenciador de containers Kubernetes, visando o uso dessa emergente tecnologia de virtualização. A incorporação do DORADO ao Kubernetes por meio de integração torna a coordenação de metadados transparente sob a perspectiva do usuário. A avaliação de uma integração parcial demonstra a viabilidade dessa proposta. A contribuição final desta tese é o sistema denominado FITS, cuja função é orquestrar os sistemas RafeStore e DORADO. Dessa maneira, obtém-se um sistema de armazenamento de dados eficiente e tolerante a faltas que opera na Intercloud. / Abstract : Storing data in clouds has become an option in enabling geo-replication. In the context of critical systems, fault tolerance is required in order for the applications to be able to rely on the data stored in the cloud. This thesis presents solutions to simplify and make the operation of critical systems which store data in multiple cloud providers (Intercloud) more efficient. The contributions in this Thesis are threefold. The first contribution of this thesis consists in a technique to improve the efficiency of quorum-based protocols. We named it Requests Anticipation. This technique is optimistic and considers latency of providers to partially parallelize phases in a protocol. Applying request anticipation in the storage context results in RafeStore, a dependable and efficient system which stores data in multiple clouds. RafeStore considers a specific multiversion data type, named Data with Independent Content. With this type of data, new values are not necessarily related to previous ones. Our evaluation of RafeStore in commercial providers demonstrates that it requires lower latency and costs, when compared to other Byzantine quorum-based systems. The second contribution of this thesis refers to the organization of requests when multiple users simultaneously update the same data (i.e., race condition). To accomplish that, we propose DORADO: a system that manages metadata according to the strategy of state machine replication. DORADO was designed to work inside the container management system called Kubernetes, aiming at taking advantage of its emerging virtualization technology. Incorporating DORADO in Kubernetes via integration makes the metadata coordination transparent to the user. Our preliminary evaluation of the proposed approach demonstrates its viability. The third and final contribution of this thesis is FITS, a system that orchestrates RafeStore and DORADO. FITS enables the operation of an efficient and fault tolerant storage data system in the Intercloud.