Esta tese de Doutorado tem como objetivo apresentar uma arquitetura para metaescalonamento verde com provisão de qualidade de serviço em uma nuvem privada denominada GreenMACC. Essa nova arquitetura oferece a automatização na escolha de políticas em quatro estágios de escalonamento de uma nuvem privada, permitindo cumprir a negociação que foi estabelecida com o usuário. Devido a essa função, é possível garantir que o GreenMACC se comporte seguindo os princípios da computação verde sem deixar de se preocupar com a qualidade do serviço. Nesta tese o GreenMACC é apresentado, detalhado, discutido, validado e avaliado. Com os resultados apresentados pode-se concluir que a arquitetura proposta mostrou-se consistente, permitindo a execução dos serviços requisitados com diversas políticas de escalonamento em todos os seus estágios. Além disso, demonstrou flexibilidade em receber novas políticas, com focos verde e de qualidade de serviço, e eficiência na escolha das políticas de escalonamento de acordo com a negociação feita com o usuário. / This PhD thesis aims to present an architecture for green metascheduling with provision of quality of service in a private cloud called GreenMACC. This new architecture offers the possibility of choosing automatically the four stage scheduling policies of a private cloud, allowing to reach the users negotiation. As a result of this function, it is possible to ensure that GreenMACCs behavior follows the green computing principles and also is worried about the quality of the service. In this thesis Green- MACC is presented, particularized, discussed, validated and evaluated. The results show that the proposed architecture is consistent, allowing the execution of the requested services considering various scheduling policies in the stages. Moreover, GreenMACC proves to be flexible as allows new policies, focusing on green and quality of service, and to be efficient as chooses the scheduling policies following the users negotiation.

Esta tese de Doutorado tem como objetivo apresentar uma arquitetura para metaescalonamento verde com provisão de qualidade de serviço em uma nuvem privada denominada GreenMACC. Essa nova arquitetura oferece a automatização na escolha de políticas em quatro estágios de escalonamento de uma nuvem privada, permitindo cumprir a negociação que foi estabelecida com o usuário. Devido a essa função, é possível garantir que o GreenMACC se comporte seguindo os princípios da computação verde sem deixar de se preocupar com a qualidade do serviço. Nesta tese o GreenMACC é apresentado, detalhado, discutido, validado e avaliado. Com os resultados apresentados pode-se concluir que a arquitetura proposta mostrou-se consistente, permitindo a execução dos serviços requisitados com diversas políticas de escalonamento em todos os seus estágios. Além disso, demonstrou flexibilidade em receber novas políticas, com focos verde e de qualidade de serviço, e eficiência na escolha das políticas de escalonamento de acordo com a negociação feita com o usuário. / This PhD thesis aims to present an architecture for green metascheduling with provision of quality of service in a private cloud called GreenMACC. This new architecture offers the possibility of choosing automatically the four stage scheduling policies of a private cloud, allowing to reach the users negotiation. As a result of this function, it is possible to ensure that GreenMACCs behavior follows the green computing principles and also is worried about the quality of the service. In this thesis Green- MACC is presented, particularized, discussed, validated and evaluated. The results show that the proposed architecture is consistent, allowing the execution of the requested services considering various scheduling policies in the stages. Moreover, GreenMACC proves to be flexible as allows new policies, focusing on green and quality of service, and to be efficient as chooses the scheduling policies following the users negotiation.

Problemas de escalonamento cuja função objetivo é o consumo de energia tem sido cada vez mais estudados. Neste trabalho, estudamos o problema conhecido, em inglês, por Dynamic Speed Scaling, um problema de escalonamento de tarefas bem definidas em processadores de velocidade variável, cujo consumo de energia é função da velocidade. Além disso, relacionamos este problema com outro conhecido como MOSP, sigla em inglês para Multi-Organization Scheduling Problem. Neste, queremos escalonar tarefas de múltiplas organizações independentes respeitando certas restrições individuais. Provamos, neste trabalho, que este novo problema é NP-Completo e desenvolvemos várias heurísticas eficientes cujos testes experimentais mostram economia de energia significativa. / We studied, in this work, the problem of scheduling a set of well-defined tasks in a variable speed processor with the objective of minimizing the energy consumption, that is given as a function of the processor\'s speed, field known as Dynamic Speed Scaling. Also, we relate this problem to another known as MOSP (Multi-Organization Scheduling Problem), problem in which several independent organizations share tasks and resources to achieve a better global solution, but also respecting selfish restrictions. For the combined problem, we show that it is NP-Complete and designed several efficient heuristics that achieves good results in a experimental setup.

Problemas de escalonamento cuja função objetivo é o consumo de energia tem sido cada vez mais estudados. Neste trabalho, estudamos o problema conhecido, em inglês, por Dynamic Speed Scaling, um problema de escalonamento de tarefas bem definidas em processadores de velocidade variável, cujo consumo de energia é função da velocidade. Além disso, relacionamos este problema com outro conhecido como MOSP, sigla em inglês para Multi-Organization Scheduling Problem. Neste, queremos escalonar tarefas de múltiplas organizações independentes respeitando certas restrições individuais. Provamos, neste trabalho, que este novo problema é NP-Completo e desenvolvemos várias heurísticas eficientes cujos testes experimentais mostram economia de energia significativa. / We studied, in this work, the problem of scheduling a set of well-defined tasks in a variable speed processor with the objective of minimizing the energy consumption, that is given as a function of the processor\'s speed, field known as Dynamic Speed Scaling. Also, we relate this problem to another known as MOSP (Multi-Organization Scheduling Problem), problem in which several independent organizations share tasks and resources to achieve a better global solution, but also respecting selfish restrictions. For the combined problem, we show that it is NP-Complete and designed several efficient heuristics that achieves good results in a experimental setup.

CIRQUEIRA, Alexandre Correia. Um Mecanismo de Segurança com Adaptação Dinâmica em Tempo de Execução para Dispositivos Móveis. 2011. 110 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-05-19T19:32:40Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_accirqueira.pdf: 5491223 bytes, checksum: 7f1b8cc28f5bf56687e6d0e34acc337f (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-05-19T19:33:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_accirqueira.pdf: 5491223 bytes, checksum: 7f1b8cc28f5bf56687e6d0e34acc337f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T19:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_accirqueira.pdf: 5491223 bytes, checksum: 7f1b8cc28f5bf56687e6d0e34acc337f (MD5) Previous issue date: 2011 / The increasing use of mobile devices, wireless networks and mobile applications highlights the importance of ensuring information security. This concern arises because of the risks involved in traffic sensitive information via wireless, since it does not limit the risk of attacks, as in conventional networks. Additionally, the trend in the use of sustainable practices advocated by the Green Computing imposes the need for designing flexible applications that seek to reduce consumption of resources such as energy. Thus, mechanisms for providing confidentiality of information passing over the wireless medium should consider the efficient allocation of computing resources. This is a key issue to be considered when designing secure mobile applications. Therefore, the protection mechanisms should balance the security level required in accordance with the consumption of resources allocated to provide it. The use of information that characterizes the current situation (context) can assist in this task. Thus, the use of appropriate protective security requirements of applications and combined with the context can identify situations where you need to raise or lower the security level in order to reduce the resource consumption of the device. This work proposes a Security Mechanism Dynamic Adaptation (MeSAD), focusing on confidentiality, able to adapt the level of security according to the context and reduce the resource consumption of mobile devices. The main objective is to find the balance point in the tradeoff between the level of security and resource consumption. In order to achieve this goal, this paper presents a tool to support the use of MeSAD during the development of mobile applications, and enable the assessments on the performance of cryptographic algorithms that are used in different devices. / A crescente utilização de dispositivos móveis, redes sem fio e aplicações móveis evidencia a importância da garantia de segurança da informação. Esta preocupação surge devido aos riscos envolvidos no tráfego de informações sensíveis por meio sem fio, uma vez que o meio não limita os riscos de ataques, tal como nas redes convencionais. Adicionalmente, a tendência no uso de práticas sustentáveis defendidas pela Computação Verde impõe a necessidade de concepção de aplicações flexíveis que busquem a redução do consumo de recursos, como o de energia. Assim, mecanismos para o provimento de confidencialidade de informações que trafegam por meio sem fio devem considerar a alocação eficiente de recursos computacionais. Esta é uma questão chave a ser considerada no momento da concepção de aplicações móveis seguras. Portanto, os mecanismos de proteção devem balancear o nível de segurança requerido de acordo com o consumo de recursos alocados para provê-lo. O emprego de informações que caracterizam a situação corrente (contexto) pode auxiliar nessa tarefa. Assim, a utilização de proteção adequada aos requisitos de segurança das aplicações e combinada com o contexto pode identificar situações nas quais será necessário aumentar ou diminuir o nível de segurança, de forma a diminuir o consumo de recursos do dispositivo. Esse trabalho propõe, portanto, um Mecanismo de Segurança com Adaptação Dinâmica (MeSAD), com foco na confidencialidade, capaz de adaptar o nível de segurança de acordo com o contexto e reduzir o consumo de recursos dos dispositivos móveis. O objetivo principal consiste em encontrar o ponto de equilíbrio no tradeoff entre nível de segurança e consumo de recursos. A fim de atingir este objetivo, este trabalho apresenta também uma ferramenta de suporte à utilização do MeSAD durante o desenvolvimento de aplicações móveis, além de possibilitar a realização de avaliações sobre o desempenho dos algoritmos criptográficos que são utilizados nos diferentes dispositivos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Renato Ubaldo Moreira e Moraes.pdf: 1378349 bytes, checksum: c8d418a48e72c6d94fdc632323dcf508 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, there was a massive inclusion of smart mobile devices, known as smartphones, and with this accession, there s consequently a large increase in the consumption of information, especially from the internet. To support the great demand for information access, it s created a numerous devices to facilitate both access, the creation and the storage of such information, among the best known and disseminated currently is cloud computing. The feedback takes currently, an increasingly important and even critical for some entities, size and value turns out to be very desirable. Being often target capture and espionage attempts. To obtain data confidential information hackers use numerous devices, and more is used to scan networks. In other words can be described as scan "Scans notifications in computer networks, in order to identify which computers are active and which services are available for them. It is widely used by attackers to identify potential targets because it allows associate potential vulnerabilities to services enabled on a computer " [10]. According to [10] the number of attacks has been widening each year as shown in Figure 1.1 and 1.2 which are in section 1.1. Based on this high number incidents, the growth of the information consumer by means of devices furniture and the need to improve energy costs, the proposed establishment of the Office Security for Context Aware of authentication (Serviço de Segurança para Autenticação Ciente do Contexto(SSACC)) is required for today. The ssacc focus to provide a secure channel for transfer files to a server, using context information and reducing energy waste, thus saving resources and framing the Green Computing. Made based on the Secure Socket Layer (SSL), which is a widely used protocol that provides secure communication through a network. It uses several different cryptographic processes to ensure that data sent through the network is secure. It provides a security enhancement for the Transport Control Protocol (TCP) / Internet Protocol (IP) standard, which is used for communication with the Internet. SSL uses public key cryptography to provide authentication. The SSL protocol also uses encryption of the private key and digital signatures to ensure privacy and the integrity of data " [26]. / Atualmente houve uma adesão em massa aos dispositivos móveis inteligentes, conhecidos como smartphones, e, com essa adesão, houve consequentemente um grande aumento no consumo da informação, principalmente proveniente da internet. Para atender a grande demanda de acesso à informação foi criado inúmeros artifícios para facilitar tanto o acesso, quanto a criação e o armazenamento dessas informações, dentre os mais conhecidos e difundidos atualmente está a computação em nuvem. A informação assume, hoje em dia, uma importância crescente e até vital para algumas entidades, e com tamanho valor acaba se tornando muito desejada, sendo muitas vezes alvo de tentativas de captura e espionagem. Para se obter dados de informações confidenciais hackers usam inúmeros artifícios, e o mais usado é o scan de redes, que em outras palavras pode ser descrito scan como "notificações de varreduras em redes de computadores, com o intuito de identificar quais computadores estão ativos e quais serviços estão sendo disponibilizados por eles. É amplamente utilizado por atacantes para identificar potenciais alvos, pois permite associar possíveis vulnerabilidades aos serviços habilitados em um computador" [10]. De acordo com o [10] o número de ataques só vem crescendo a cada ano como mostra a figura 1.1 e 1.2 que estão na seção 1.1. Com base nesse alto número de incidentes, o crescimento do consumo da informação por meio de dispositivos móveis e a necessidade de melhorar gastos de energia, a proposta de criação do Serviço de Segurança para Autenticação Ciente do Contexto (SSACC) é necessária para a atualidade. O SSACC tem como principal objetivo fornecer um canal seguro para transferência de arquivos para um servidor, fazendo uso de informações de contexto e diminuindo o desperdício de energia, consequentemente economizando recursos e se enquadrando à Computação Verde. Feito com base no Secure Socket Layer(SSL), que é um "protocolo amplamente utilizado que fornece comunicação segura através de uma rede. Ele usa vários processos criptográficos diferentes para garantir que os dados enviados por meio de rede são seguras. Ele fornece um aprimoramento de segurança para o protocolo Transport Control Protocol (TCP)/ Internet Protocol (IP) padrão, que é usado para comunicação com a internet. SSL utiliza criptografia de chave pública para fornecer autenticação. O protocolo SSL também usa criptografia de chave privada e assinaturas digitais para garantir a privacidade e a integridade dos dados" [26].

Energy issues gathered strong attention over the past decade, reaching IT data processing infrastructures. Now, they need to cope with such responsibility, adjusting existing platforms to reach acceptable performance while promoting energy consumption reduction. As the de facto platform for Big Data, Apache Hadoop has evolved significantly over the last years, with more than 60 releases bringing new features. By implementing the MapReduce programming paradigm and leveraging HDFS, its distributed file system, Hadoop has become a reliable and fault tolerant middleware for parallel and distributed computing over large datasets. Nevertheless, Hadoop may struggle under certain workloads, resulting in poor performance and high energy consumption. Users increasingly demand that high performance computing solutions address sustainability and limit energy consumption. In this thesis, we introduce HDFSH, a hybrid storage mechanism for HDFS, which uses a combination of Hard Disks and Solid-State Disks to achieve higher performance while saving power in Hadoop computations. HDFSH brings, to the middleware, the best from HDs (affordable cost per GB and high storage capacity) and SSDs (high throughput and low energy consumption) in a configurable fashion, using dedicated storage zones for each storage device type. We implemented our mechanism as a block placement policy for HDFS, and assessed it over six recent releases of Hadoop with different architectural properties. Results indicate that our approach increases overall job performance while decreasing the energy consumption under most hybrid configurations evaluated. Our results also showed that, in many cases, storing only part of the data in SSDs results in significant energy savings and execution speedups / Ao longo da última década, questões energéticas atraíram forte atenção da sociedade, chegando às infraestruturas de TI para processamento de dados. Agora, essas infraestruturas devem se ajustar a essa responsabilidade, adequando plataformas existentes para alcançar desempenho aceitável enquanto promovem a redução no consumo de energia. Considerado um padrão para o processamento de Big Data, o Apache Hadoop tem evoluído significativamente ao longo dos últimos anos, com mais de 60 versões lançadas. Implementando o paradigma de programação MapReduce juntamente com o HDFS, seu sistema de arquivos distribuídos, o Hadoop tornou-se um middleware tolerante a falhas e confiável para a computação paralela e distribuída para grandes conjuntos de dados. No entanto, o Hadoop pode perder desempenho com determinadas cargas de trabalho, resultando em elevado consumo de energia. Cada vez mais, usuários exigem que a sustentabilidade e o consumo de energia controlado sejam parte intrínseca de soluções de computação de alto desempenho. Nesta tese, apresentamos o HDFSH, um sistema de armazenamento híbrido para o HDFS, que usa uma combinação de discos rígidos e discos de estado sólido para alcançar maior desempenho, promovendo economia de energia em aplicações usando Hadoop. O HDFSH traz ao middleware o melhor dos HDs (custo acessível por GB e grande capacidade de armazenamento) e SSDs (alto desempenho e baixo consumo de energia) de forma configurável, usando zonas de armazenamento dedicadas para cada dispositivo de armazenamento. Implementamos nosso mecanismo como uma política de alocação de blocos para o HDFS e o avaliamos em seis versões recentes do Hadoop com diferentes arquiteturas de software. Os resultados indicam que nossa abordagem aumenta o desempenho geral das aplicações, enquanto diminui o consumo de energia na maioria das configurações híbridas avaliadas. Os resultados também mostram que, em muitos casos, armazenar apenas uma parte dos dados em SSDs resulta em economia significativa de energia e aumento na velocidade de execução

Energy issues gathered strong attention over the past decade, reaching IT data processing infrastructures. Now, they need to cope with such responsibility, adjusting existing platforms to reach acceptable performance while promoting energy consumption reduction. As the de facto platform for Big Data, Apache Hadoop has evolved significantly over the last years, with more than 60 releases bringing new features. By implementing the MapReduce programming paradigm and leveraging HDFS, its distributed file system, Hadoop has become a reliable and fault tolerant middleware for parallel and distributed computing over large datasets. Nevertheless, Hadoop may struggle under certain workloads, resulting in poor performance and high energy consumption. Users increasingly demand that high performance computing solutions address sustainability and limit energy consumption. In this thesis, we introduce HDFSH, a hybrid storage mechanism for HDFS, which uses a combination of Hard Disks and Solid-State Disks to achieve higher performance while saving power in Hadoop computations. HDFSH brings, to the middleware, the best from HDs (affordable cost per GB and high storage capacity) and SSDs (high throughput and low energy consumption) in a configurable fashion, using dedicated storage zones for each storage device type. We implemented our mechanism as a block placement policy for HDFS, and assessed it over six recent releases of Hadoop with different architectural properties. Results indicate that our approach increases overall job performance while decreasing the energy consumption under most hybrid configurations evaluated. Our results also showed that, in many cases, storing only part of the data in SSDs results in significant energy savings and execution speedups / Ao longo da última década, questões energéticas atraíram forte atenção da sociedade, chegando às infraestruturas de TI para processamento de dados. Agora, essas infraestruturas devem se ajustar a essa responsabilidade, adequando plataformas existentes para alcançar desempenho aceitável enquanto promovem a redução no consumo de energia. Considerado um padrão para o processamento de Big Data, o Apache Hadoop tem evoluído significativamente ao longo dos últimos anos, com mais de 60 versões lançadas. Implementando o paradigma de programação MapReduce juntamente com o HDFS, seu sistema de arquivos distribuídos, o Hadoop tornou-se um middleware tolerante a falhas e confiável para a computação paralela e distribuída para grandes conjuntos de dados. No entanto, o Hadoop pode perder desempenho com determinadas cargas de trabalho, resultando em elevado consumo de energia. Cada vez mais, usuários exigem que a sustentabilidade e o consumo de energia controlado sejam parte intrínseca de soluções de computação de alto desempenho. Nesta tese, apresentamos o HDFSH, um sistema de armazenamento híbrido para o HDFS, que usa uma combinação de discos rígidos e discos de estado sólido para alcançar maior desempenho, promovendo economia de energia em aplicações usando Hadoop. O HDFSH traz ao middleware o melhor dos HDs (custo acessível por GB e grande capacidade de armazenamento) e SSDs (alto desempenho e baixo consumo de energia) de forma configurável, usando zonas de armazenamento dedicadas para cada dispositivo de armazenamento. Implementamos nosso mecanismo como uma política de alocação de blocos para o HDFS e o avaliamos em seis versões recentes do Hadoop com diferentes arquiteturas de software. Os resultados indicam que nossa abordagem aumenta o desempenho geral das aplicações, enquanto diminui o consumo de energia na maioria das configurações híbridas avaliadas. Os resultados também mostram que, em muitos casos, armazenar apenas uma parte dos dados em SSDs resulta em economia significativa de energia e aumento na velocidade de execução