This work deals with provisioning of communication services via satellites for collectively mobile user groups in a heterogeneous network with several radio access technologies. The extended use of personalised user equipment beyond the coverage of one single terrestrial network by means of a satellite transport link, represents an increasingly important trend in mobile satellite communication. This trend is confirmed by the commercial introduction of broadband satellite communication to mobile terminals mounted on vehicles, trains, ships or aircraft. This work provides a consequent and structured approach for provisioning of services to broadband satellite terminals for mobile user groups and addresses: -- a systematic satellite communication system design process for collective mobile terminals; -- mobile satellite modelling at a wide range of frequencies, including current and potential frequencies; -- an optimised Pointing Acquisition and Tracking (PAT) system design including characterisation of moments for vehicle types of all mobile scenarios; -- a general hierarchical multi-service dimensioning methodology for collectively mobile user groups, including voice, data, and multimedia services; -- an aeronautical system dimensioning scheme with (capacity and handover) requirements analysis and evaluation of results for different satellite scenarios.

La couche Infrastructure- as-a-Service (IaaS) de Cloud Computing offre un service de déploiement des images de machines virtuelles (VMIs) à la demande. Ce service fournit une plate-forme flexible pour les utilisateurs de cloud computing pour développer , déployer et tester leurs applications. Le déploiement d'une VMI implique généralement le démarrage de l'image, l'installation et la configuration des paquets de logiciels. Dans l'approche traditionnelle, lorsqu'un utilisateur de cloud demande une nouvelle plate-forme, le fournisseur de cloud sélectionne une image de modèle approprié pour cloner et déployer sur ​​les nœuds de cloud​​. L'image de modèle contient des paquets de logiciel pré-installés. Si elle ne correspond pas aux exigences, alors elle sera personnalisée ou la nouvelle image sera créé à partir de zéro pour s'adapter à la demande. Dans le cadre de la gestion des services de cloud, l'approche traditionnelle face aux questions difficiles de la manipulation de la complexité de l'interdépendance entre les paquets de logiciel, mise à l'échelle et le maintien de l' image déployée à l'exécution. Les fournisseurs de cloud souhaitent automatiser ce processus pour améliorer la performance de processus d'approvisionnement des VMIs, et de donner aux utilisateurs de cloud plus de flexibilité pour la sélection ou la création des images appropriées, tout en maximisant les avantages pour les fournisseurs en termes de temps, de ressources et de coût opérationnel. Cette thèse propose une approche pour gérer l'interdépendance des paquets de logiciels, pour modéliser et automatiser le processus de déploiement VMIs, et pour soutenir la reconfiguration VMIS à l'exécution, appelée l'approche dirigée par les modèle (Model-Driven approach). Nous nous adressons particulièrement aux défis suivants: (1) la modélisation de la variabilité des configurations d'image de machine virtuelle, (2) la réduction la quantité de transfert de données à travers le réseau, (3) l'optimisation de la consommation d'énergie des machines virtuelles; (4) la facilité à utiliser pour les utilisateurs de cloud; (5) l'automatisation du déploiement des VMIs; (6) le support de la mise à l'échelle et la reconfiguration de VMIS à l'exécution; (7) la manipulation de la topologie de déploiement complexe des VMIs . Dans notre approche, nous utilisons des techniques d'ingénierie dirigée par les modèles pour modéliser les représentations d'abstraction des configurations de VMI, le déploiement et les processus de reconfiguration d'image de machine virtuelle. Nous considérons que les VMIS comme une gamme de produits et utiliser les modèles de caractère pour représenter les configurations de VMIs. Nous définissons également le déploiement, les processus de reconfiguration et leurs facteurs (par exemple: les images de machines virtuelles, les paquets de logiciel, la plate-forme, la topologie de déploiement, etc.) comme les modèles. D'autre part, l'approche dirigée par les modèles s'appuie sur les abstractions de haut niveau de la configuration de VMIs et le déploiement de VMIs pour rendre la gestion d'images virtuelles dans le processus d'approvisionnement pour être plus flexible et plus facile que les approches traditionnelles. / The Cloud Computing Infastructure-as-a-Service (IaaS) layer provides a service for on demand virtual machine images (VMIs) deployment. This service provides a flexible platform for cloud users to develop, deploy, and test their applications. The deployment of a VMI typically involves booting the image, installing and configuring the software packages. In the traditional approach, when a cloud user requests a new platform, the cloud provider selects an appropriate template image for cloning and deploying on the cloud nodes. The template image contains pre-installed software packages. If it does not fit the requirements, then it will be customized or the new one will be created from scratch to fit the request. In the context of cloud service management, the traditional approach faces the difficult issues of handling the complexity of interdependency between software packages, scaling and maintaining the deployed image at runtime. The cloud providers would like to automate this process to improve the performance of the VMIs provisioning process, and to give the cloud users more flexibility for selecting or creating the appropriate images while maximizing the benefits for providers intern of time, resources and operational cost. This thesis proposes an approach to manage the interdependency of the software packages, to model and automate the VMIs deployment process, to support the VMIs reconfiguration at runtime, called the Model-Driven approach. We particularly address the following challenges: (1) modeling the variability of virtual machine image configurations; (2) reducing the amount of data transfer through the network; (3) optimizing the power consumption of virtual machines; (4) easy-to-use for cloud users; (5) automating the deployment of VMIs; (6) supporting the scaling and reconfiguration of VMIs at runtime; (7) handling the complex deployment topology of VMIs. In our approach, we use Model-Driven Engineering techniques to model the abstraction representations of the VMI configurations, the deployment and the reconfiguration processes of virtual machine image. We consider the VMIs as a product line and use the feature models to represent the VMIs configurations. We also define the deployment, re-configuration processes and their factors (e.g. virtual machine images, software packages, platform, deployment topology, etc.) as the models. On the other hand, the Model-Driven approach relies on the high-level abstractions of the VMIs configuration and the VMIs deployment to make the management of virtual images in the provisioning process to be more flexible and easier than traditional approaches.

[pt] Pesquisas recentes em Virtualização de Redes focaram no problema conhecido como ossificação da Internet (Anderson et al., 2005), onde múltiplas redes virtuais (Virtual Networks - VN) independentes (Anderson et al., 2005) que exibem um alto grau de autonomia compartilham recursos físicos e podem prover serviços com diferentes graus de qualidade. Nesse sentido, pesquisas na área de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos deram passos evolutivos em repensar o projeto e os princípios arquiteturais de uma VN (Blumenthal e Clark, 2001) (Houidi et al., 2008). Entretanto, até onde sabemos, houve pouca investigação sobre o comportamento autonômico de tais arquiteturas (Prehofer e Bettstetters, 2005) (Movahedi et al., 2012). Sendo assim, esta pesquisa descreve uma tentativa de aplicar princípios de Sistemas Multi-Agentes (Multiagent Systems - MAS) para projetar um modelo autonômico e auto-adaptativo para o gerenciamento de redes virtuais (Virtual Networking Provisioning - VNP). Modelo esse que preenche uma lacuna na atual arquitetura da Internet. Além disso, fornecemos uma análise dos requisitos de um gerenciador auto-adaptativo para projetar um modelo autonômico confiável que é capaz de auto-organizar seus próprios recursos, sem controle, externo, para lidar com mudanças no ambiente. Tal comportamento adaptativo será necessário tendo em vista que a próxima geração da Internet está em evolução. Através da nossa avaliação, demonstramos que o modelo atinge seu propósito principal de auto-organizar uma VN eficientemente, dado que ele é capaz de antecipar cenáris críticos e executar planos adaptativos correspondentes. / [en] Recent research in Network Virtualization has focused on the Internet ossification problem (Anderson et al., 2005) whereby multiple independente virtual networks (VN) (Anderson et al., 2005) that exhibit a high degree of autonomy share physical resources and can provide services with varying degrees of quality. Thus, the Network field has taken evolutionary steps on re-thinking the design and architectural principles of VN (Blumenthal e Clark, 2001) (Houidi et al., 2008). However, to the best of our knowledge, there has been little investigation into the autonomic behaviourof such architectures (Prehofer e Bettstetter, 2005) (Movahedi et all., 2012). This paper describes na attempt to use Multiagent System (MAS) principles to design na autonomic and self-adaptative model for virtual network provisioning (VPN) that fills a gap in the current Internet architecture. In addition, we provide na analysis of the requirements of self-adaptive provisioning for designing a reliable autonomic model that is able to self-organize its own resources, with no external control, in order to cope with environment changes. Such behavior will be required as the next negeneration Internet evolves. Through our evaluation, we demonstrate that the model achieves its main purpose of efficiently self-organizing the VN, since it is able to anticipate critical scenarios and trigger corresponding adaptive plans.

Le développement orienté-service et le cloud computing offrent beaucoup d'opportunités au développement et au déploiement d'applications. En effet, le développement orienté-service permet de composer des fonctionnalités issues de services distribués, développés par différentes organisations. D'un autre côté, le cloud computing permet de provisionner des environnements évolutifs (en fonction du besoin en ressources) de développement et de déploiement, à la demande. Dans ce travail de recherche, nous proposons et décrivons une méthode de provisonnement automatique d'applications métier, orientées-service sur le cloud. Nous avons appelé cette méthode MADONA (Method for AutomateD prOvisioning of service-oriented busiNess Applications). MADONA couvre le cycle de vie de provisionnement d'applications et est basée sur un orchestrateur de services pour la gestion de la configuration, du déploiement, et de la composition de services métier.Dans ce travail, nous visons à réduire les connaissances techniques nécessaires au provisionnement d'applications métier. Pour ce faire, nous apportons trois contributions majeures. Premièrement, l'automatisation de ce provisionnement. En effet, les phases de MADONA sont complètement automatisées. L'utilisateur n'intervient que pour exprimer son besoin et pour utiliser l'application métier automatiquement générée (par la composition de services métier) et déployée sur une IaaS présélectionnée. Deuxièmement, l'enrichissement de la description des services par des concepts liés aux relations d'un service. En effet, les langages de description de services décrivent le plus souvent ces derniers comme des entités isolées et ne considèrent pas les relations entre services. Nous avons défini dans ce travail les relations de composition qui décrivent pour chaque service métier les services nécessaires à son bon fonctionnement, et les services avec lesquels il peut être composé.Troisièmement, nous permettons à l'utilisateur d'exprimer son besoin à un haut niveau d'abstraction des détails techniques de composition et de déploiement. Nous avons pour cela défini un vocabulaire pour formaliser ces besoins fonctionnels (en termes de mots clés décrivant les fonctionnalités désirées, ou de noms de services désirés) et non fonctionnels (en termes de coût, de préférences de déploiement (ex : localisation de déploiement), et de qualité de service). La méthode a été prototypée et testée suivant plusieurs scénarios montrant sa faisabilité / Service-oriented computing and cloud computing offer many opportunities for developing and deploying applications. In fact, service-oriented computing allows to compose several functionalities from distributed services developed by different organizations. On the other hand, cloud computing allows to provision on demand scalable development and deployment environments. In this resarch work, we propose and describe a Method for AutomateD prOvisioning of service-oriented cloud busiNess Applications (MADONA). The method covers the whole application’s lifecycle and is based on cloud orchestration tools that manage the deployment and dependencies of supplied components. This research work aims to reduce the necessary technical knowledge for provisioning service-oriented cloud applications. To this end, we bring three major contributions. Firstly, we automatise the whole application provisioning. In fact, MADONA phases are fully automated. The user intervenes only in requirement elicitation and when the application is deployed and ready to use. The business application is automatically generated (by composing business services) and deployed in an automatically preselected IaaS. Secondly, we enrich the description of services by integrating concepts describing services’ interactions. In fact, service description languages usually describe services as isolated components and does not consider the interactions between services. We define in this work, composition interactions which describe for each business service, its necessary services and the services with which it can be composed. Thirdly, we allow the user to express her requirements abstracting composition and deployment technical details. To this end, we defined a RequIrement VocAbuLary (RIVAL) to formalize user’s functional (in terms of keywords describing the desired functionalities, or names of desired services) and non-functional requirements (in terms of cost, deployment preferences (ex. preferred location), and quality of service). The method has been implemented and tested showing its faisability

Este projeto de doutorado tem como objetivo definir modelos de negócio para ambientes de computação em nuvem que consideram desempenho e segurança como atributos de qualidade de serviço durante a definição do contrato. Para isso, foi necessário quantificar o impacto causado no desempenho de um ambiente em nuvem quando diferentes mecanismos de segurança foram utilizados. Para a quantificação da sobrecarga foram utilizadas técnicas e metodologias disponíveis na literatura que visam garantir a integridade, disponibilidade e confidencialidade dos dados, abordando desafios que envolvem o acesso, armazenamento e manipulação de dados em serviços oferecidos por meio de máquinas virtuais. Experimentos executados possibilitaram analisar o comportamento das variáveis de resposta na utilização de cenários com diferentes mecanismos de segurança e cargas. Dessa forma, foi possível confrontar a sobrecarga imposta pelos mecanismos de segurança com a alteração da quantidade de recursos aplicada por um módulo proposto, chamado ReMM. De acordo com os resultados, o ReMM alterou a quantidade de recursos virtuais alocados utilizando dois algoritmos de escalabilidade, garantindo as exigências definidas no contrato de níveis de serviço. No entanto, a alteração dos recursos computacionais para contrapor a sobrecarga imposta pelos mecanismos de segurança impactou nos custos finais dos serviços. Dessa forma, a sobrecarga de segurança, desempenho e custo foram considerados na definição dos modelos de negócios em diferentes ambientes de computação em nuvem. / This PhD thesis has as main goal defining business models for cloud computing environments that consider performance and security as quality of service attributes during the service level agreement definition. For this, it was necessary quantifying the impact on the performance of a cloud environment in which different security mechanisms were applied. Techniques and methodologies available in the literature that aim ensuring the integrity, availability and confidentiality of data were used to quantify the overhead, addressing challenges related to access, storage and manipulation of data in services offered through virtual machines. Experiments were executed, in which the response variable behaviors were analyzed, using scenarios with different security mechanisms and workloads. In this way, it was possible to compare the overhead imposed by the security mechanisms with the changes in the quantity of resources applied by a module proposed, called ReMM. According to the results, the ReMM changed the amount of allocated virtual resources using two scalability algorithms, ensuring the requirements defined in service level agreement. However, the changes in the computational resources to face the overhead imposed by the security mechanisms influenced the final costs of the service. Therefore, security overhead, performance and cost were considered in the definition of business models in different cloud computing environments.

Redes sobrepostas são consideradas uma forma fácil e eficaz de implantar serviços de Internet de valor agregado através da extensão do serviço de entrega de melhor esforço oferecido pela camada de rede IP. No entanto, para aproveitar-se de seus benefícios, um projeto cuidadoso torna-se necessário. Como ainda não existem padrões para redes sobrepostas, com frequência estas são projetadas de forma independente, o que significa que cada uma aplica sua própria descoberta de topologia e toma suas próprias decisões de roteamento. Como resultado, elas podem afetar negativamente umas às outras, através da geração de uma sobrecarga de informações de controle ou através da criação de gargalos na rede física. Portanto, para evitar tais situações, este trabalho propõe uma arquitetura e organização de middleware para serviços em redes sobrepostas. Dentre os possíveis serviços, um esquema de multidifusão sobreposta foi projetado e implantado, no qual um protocolo de middleware baseado em padrões internacionais implementa tanto um cenário intradomínio quanto interdomínio. Validamos o sistema proposto através de dois tipos de análise: uma análise de desempenho e uma análise funcional. A primeira análise mostra que o desempenho do protocolo aqui proposto pode ser comparado ao desempenho dos protocolos tradicionais de multidifusão IP, a menos de uma métrica: a latência. Entretanto, o modelo analítico desenvolvido mostra a possibilidade de se traçar heurísticas para um projeto de serviço sobreposto com latência controlada. Além disso, a análise funcional utiliza-se de medidas experimentais no sistema real para confirmar a funcionalidade de multidifusão interdomínio, facilidade antes inviável em ambientes de rede pública utilizando-se as técnicas tradicionais. / Overlay networks are considered an easy and effective way to deploy value-added Internet services by extending the best-effort delivery service supported by IP layer. However, a careful design is needed in order to take advantage of these benefits. Since there are no standards for overlay networks yet, they are often independently designed, which means that each one applies its own topology discovery and takes its own routing decisions. As a result, they may negatively affect each other by generating control overhead and by creating bottlenecks in the physical network. In order to avoid such a situation, this work proposes an overlay network organization and architecture for overlay network services. Among possible services, an overlay multicast scheme was projected and deployed, on which a middleware protocol based on international standards implements both intradomain and interdomain scenarios. We validate the proposed system by two kind of analysis: performance analysis and functional analysis. The first one shows the performance of the proposed protocol can be compared with performance of traditional IP multicast protocols, except for one metric: latency. Nevertheless, the developed analytical modeling shows the possibility to outline heuristics for a controlled-latency overlay service project. Moreover, functional analysis uses experimental measurements on real system to confirm interdomain multicast functionality, facility before unfeasible in public network environments when using traditional techniques.

Instrumentos financeiros ativos estão diretamente expostos ao risco de inadimplência - nesse cenário, as instituições financeiras, a fim de manterem sua solvência, são obrigadas a estimarem certo montante capaz de suprir as perdas de crédito esperadas. Na crise financeira mundial de 2007-2008 os incumprimentos dos contratos imobiliários geraram grandes perdas de crédito - o tardio reconhecimento dessas perdas creditícias criou um cenário de insegurança e o questionamento por parte das instituições financeiras, que passaram a cobrar dos reguladores e emitentes das normas contábeis uma forma de provisionamento que melhor se adequasse ao mercado de crédito e que, de certa forma, proporcionasse melhores condições de preparação para as instituições financeiras, minimizando as perdas em épocas de crise. Nesse contexto, ocorre a emissão da norma internacional Financial Instruments do International Financial Reporting Standards (IFRS 9) que passa a vigorar, com adoção obrigatória a partir de 1º de janeiro de 2018. Esta norma prevê um provisionamento desde o início do contrato, ponderado pelo risco de crédito associado e uma revisão desse montante durante toda a vida do contrato, quando necessário. Essa nova dinâmica de cálculo requer tratamentos estatísticos específicos para que sejam corretamente tratadas as probabilidades de default, bem como os valores expostos passíveis de perda e suas variações no tempo. Dessa forma, tendo em mente os objetivos propostos, indica-se que: a) este trabalho abordou a nova dinâmica citada com o intuito de entender a relação da norma com os parâmetros de risco necessários para o cálculo do montante a ser provisionado, b) visando satisfazer a abordagem forward-looking e a incorporação de informações macroeconômicas, a partir da aplicação em dados simulados e através do tratamento estatístico da Análise de Sobrevivência e de modelos de stress testing, ofereceu tratamento para os parâmetros EAD e PD, respectivamente e c) como resultado dessas aplicações, observou-se que as estimações das perdas sob a IFRS9 são mais tempestivas quando comparadas à norma vigente, no sentido de que minimizam as perdas em épocas de crise dada a sua característica oportuna. Além disso, a abordagem sugerida através da Análise de Sobrevivência vai ao encontro do conceito de estágios pelo qual a nova norma é caracterizada. Para as análises realizadas foram utilizados dados simulados a partir de distribuições teóricas conhecidas dos parâmetros envolvidos no cálculo, a partir dos quais foram obtidos resultados que fornecem uma prévia do que se pode esperar na aplicação prática da IFRS9. / Active financial instruments are directly exposed to the risk of default - in this scenario, financial institutions, in order to maintain their solvency, are obliged to estimate a certain amount capable of supplying the expected credit losses. In the global financial crisis of 2007-2008, defaults on real estate contracts generated large losses of credit - the late recognition of these credit losses created a scenario of insecurity and the questioning of financial institutions, which started to charge regulators and issuers of accounting standards a form of provision that best suited the credit market and that, to a certain extent, provide better preparedness for financial institutions, minimizing losses in times of crisis. In this context, the Financial Instruments International Financial Reporting Standards (IFRS 9) will be issued, which will become effective, with mandatory adoption as of January 1, 2018. This provision provides for a provisioning from the beginning of the contract, weighted by the associated credit risk and a revision of that amount over the life of the contract, when necessary. This new dynamics of calculation requires specific statistical treatments so that the probability of default, as well as the exposed values of loss and its variations in time, are correctly treated. In this way, considering the proposed objectives, it is indicated that: a) this work addressed the new dynamics mentioned in order to understand the relation of the standard with the necessary risk parameters for the calculation of the amount to be provisioned, b) aiming to satisfy the forward-looking approach and the incorporation of macroeconomic information, from the application in simulated data and through the statistical treatment of Survival Analysis and stress testing models, offered treatment for the parameters EAD and PD, respectively, and c) as a result of these applications, it was observed that the estimates of the losses under IFRS9 are more timely when compared to the current norm as they minimize losses in times of crisis given its characteristics of anticipating losses. In addition, the approach suggested through Survival Analysis meets the concept of stages by which the new standard is characterized. For analyzes, simulated data from known theoretical distributions (of the parameters involved in the calculation) were used - the obtained results provides a preview of what can be expected in the practical application of IFRS9.

O crescimento das necessidades de recursos computacionais gerado por novas classes de aplicações comerciais e científicas apresenta um novo tipo de desafio para infraestruturas computacionais. O acelerado crescimento das demandas por recursos promove um acelerado crescimento no número absoluto de elementos computacionais nestas. Nesse cenário, o provisionamento e a operação de sistemas tornam-se tarefas progressivamente complexas, devido primariamente ao aumento em escala. Este trabalho propõe um modelo para uma infraestrutura computacional que opera como um repositório abstrato de recursos computacionais de tempo de execução com níveis variáveis de consumo. Desenhado para operar como um ensemble (i.e. um conjunto coordenado) de recursos computacionais, grandes números de elementos são agregados em conjuntos de servidores de recursos de processamento, armazenamento e comunicação. O ensemble é concebido e implementado com ampla utilização de tecnologias de virtualização e possui um mecanismo de provisionamento e operação organizado como uma estrutura distribuída de comando e controle (Command and Control, ou C²). A implementação de uma prova de conceito de tal infraestrutura computacional é apresentada, e a validação da proposta é realizada através de uma combinação de resultados experimentais e emulação. / The increase in computing resource needs posed by new classes of commercial and scientific applications presents a new kind of challenge for computing infrastructures. The accelerated growth in resource demand leads to an accelerated growth in the absolute number of computing elements on such infrastructures. In this scenario, the provisioning and systems operations of such elements becomes a progressively complex task, due mainly to the increase in scale. This work proposes a model for a computing infrastructure that operates as an abstract repository of run-time resources with variable levels of consumption. Designed to operate as a computing ensemble, large numbers of elements are aggregated in pools of processing, storage and communication resource servers. The Computing Resource Ensemble is designed with the heavy use of virtualization technologies and has a provisioning and systems operation engine organized as a distributed Command and Control (C2) framework. A Proof of Concept implementation of such computing infrastructure is presented, and the validation of the concept is carried out by a combination of experiments and emulation.

Redes sobrepostas são consideradas uma forma fácil e eficaz de implantar serviços de Internet de valor agregado através da extensão do serviço de entrega de melhor esforço oferecido pela camada de rede IP. No entanto, para aproveitar-se de seus benefícios, um projeto cuidadoso torna-se necessário. Como ainda não existem padrões para redes sobrepostas, com frequência estas são projetadas de forma independente, o que significa que cada uma aplica sua própria descoberta de topologia e toma suas próprias decisões de roteamento. Como resultado, elas podem afetar negativamente umas às outras, através da geração de uma sobrecarga de informações de controle ou através da criação de gargalos na rede física. Portanto, para evitar tais situações, este trabalho propõe uma arquitetura e organização de middleware para serviços em redes sobrepostas. Dentre os possíveis serviços, um esquema de multidifusão sobreposta foi projetado e implantado, no qual um protocolo de middleware baseado em padrões internacionais implementa tanto um cenário intradomínio quanto interdomínio. Validamos o sistema proposto através de dois tipos de análise: uma análise de desempenho e uma análise funcional. A primeira análise mostra que o desempenho do protocolo aqui proposto pode ser comparado ao desempenho dos protocolos tradicionais de multidifusão IP, a menos de uma métrica: a latência. Entretanto, o modelo analítico desenvolvido mostra a possibilidade de se traçar heurísticas para um projeto de serviço sobreposto com latência controlada. Além disso, a análise funcional utiliza-se de medidas experimentais no sistema real para confirmar a funcionalidade de multidifusão interdomínio, facilidade antes inviável em ambientes de rede pública utilizando-se as técnicas tradicionais. / Overlay networks are considered an easy and effective way to deploy value-added Internet services by extending the best-effort delivery service supported by IP layer. However, a careful design is needed in order to take advantage of these benefits. Since there are no standards for overlay networks yet, they are often independently designed, which means that each one applies its own topology discovery and takes its own routing decisions. As a result, they may negatively affect each other by generating control overhead and by creating bottlenecks in the physical network. In order to avoid such a situation, this work proposes an overlay network organization and architecture for overlay network services. Among possible services, an overlay multicast scheme was projected and deployed, on which a middleware protocol based on international standards implements both intradomain and interdomain scenarios. We validate the proposed system by two kind of analysis: performance analysis and functional analysis. The first one shows the performance of the proposed protocol can be compared with performance of traditional IP multicast protocols, except for one metric: latency. Nevertheless, the developed analytical modeling shows the possibility to outline heuristics for a controlled-latency overlay service project. Moreover, functional analysis uses experimental measurements on real system to confirm interdomain multicast functionality, facility before unfeasible in public network environments when using traditional techniques.

O crescimento das necessidades de recursos computacionais gerado por novas classes de aplicações comerciais e científicas apresenta um novo tipo de desafio para infraestruturas computacionais. O acelerado crescimento das demandas por recursos promove um acelerado crescimento no número absoluto de elementos computacionais nestas. Nesse cenário, o provisionamento e a operação de sistemas tornam-se tarefas progressivamente complexas, devido primariamente ao aumento em escala. Este trabalho propõe um modelo para uma infraestrutura computacional que opera como um repositório abstrato de recursos computacionais de tempo de execução com níveis variáveis de consumo. Desenhado para operar como um ensemble (i.e. um conjunto coordenado) de recursos computacionais, grandes números de elementos são agregados em conjuntos de servidores de recursos de processamento, armazenamento e comunicação. O ensemble é concebido e implementado com ampla utilização de tecnologias de virtualização e possui um mecanismo de provisionamento e operação organizado como uma estrutura distribuída de comando e controle (Command and Control, ou C²). A implementação de uma prova de conceito de tal infraestrutura computacional é apresentada, e a validação da proposta é realizada através de uma combinação de resultados experimentais e emulação. / The increase in computing resource needs posed by new classes of commercial and scientific applications presents a new kind of challenge for computing infrastructures. The accelerated growth in resource demand leads to an accelerated growth in the absolute number of computing elements on such infrastructures. In this scenario, the provisioning and systems operations of such elements becomes a progressively complex task, due mainly to the increase in scale. This work proposes a model for a computing infrastructure that operates as an abstract repository of run-time resources with variable levels of consumption. Designed to operate as a computing ensemble, large numbers of elements are aggregated in pools of processing, storage and communication resource servers. The Computing Resource Ensemble is designed with the heavy use of virtualization technologies and has a provisioning and systems operation engine organized as a distributed Command and Control (C2) framework. A Proof of Concept implementation of such computing infrastructure is presented, and the validation of the concept is carried out by a combination of experiments and emulation.