Atualmente o acesso a um ambiente de computação em nuvem é fornecido sob demanda, o que permite que provedores ofereçam serviços de forma elástica aos clientes. Embora a nuvem permita uma abstração do comportamento da infraestrutura (lógica e física) dos provedores de serviços, nem sempre é possível oferecer serviços aos clientes de modo que os provedores consigam cumprir adequadamente os acordos de níveis de serviços. Para permitir o cumprimento desses contratos, provedores de serviços precisam de mecanismos que envolvam algoritmos de balanceamento de carga, com o objetivo de fornecer uma distribuição eficiente da carga para os recursos disponíveis. Entretanto, os trabalhos presentes na literatura não abordam de forma adequada o problema de equacionamento de recursos em função das necessidades dos clientes, pois consideram em sua maioria um conjunto limitado de objetivos a serem analisados e cumpridos. Neste contexto, o objetivo deste projeto de mestrado foi desenvolver e avaliar algoritmos disponíveis na literatura que abordem a otimização combinatória para o provisionamento de recursos computacionais, buscando otimizar o uso eficiente da infraestrutura e cumprir os acordos de nível de serviço definidos entre clientes e provedores. / Currently the access to a cloud computing environment is provided on demand, which allows providers to offer elasticity services to customers. Although the cloud allows an abstraction of the infrastructure behavior of the service providers (logical and physical), the fulfillment of the Service Level Agreements (SLAs) is challenging, because according with the demand and system configuration, the providers cannot ensure the customers requirements. There is a necessity of mechanisms that consider load balancing algorithms to provide an efficient load distribution in the available resources. However, the papers available in the literature do not efficiently address the problem of resource equation considering the customers requirements, because they consider a limited set of objectives to be analysed and fulfilled. Therefore, this master project aims to develop and evaluate algorithms available in the literature that address the combinatorial optimization and the multi-objective approach to handle the computational resources during the execution time, trying to optimize the efficient use of the resources available in the infrastructure and fulfill the service level agreements defined between the clients and providers.

Atualmente o acesso a um ambiente de computação em nuvem é fornecido sob demanda, o que permite que provedores ofereçam serviços de forma elástica aos clientes. Embora a nuvem permita uma abstração do comportamento da infraestrutura (lógica e física) dos provedores de serviços, nem sempre é possível oferecer serviços aos clientes de modo que os provedores consigam cumprir adequadamente os acordos de níveis de serviços. Para permitir o cumprimento desses contratos, provedores de serviços precisam de mecanismos que envolvam algoritmos de balanceamento de carga, com o objetivo de fornecer uma distribuição eficiente da carga para os recursos disponíveis. Entretanto, os trabalhos presentes na literatura não abordam de forma adequada o problema de equacionamento de recursos em função das necessidades dos clientes, pois consideram em sua maioria um conjunto limitado de objetivos a serem analisados e cumpridos. Neste contexto, o objetivo deste projeto de mestrado foi desenvolver e avaliar algoritmos disponíveis na literatura que abordem a otimização combinatória para o provisionamento de recursos computacionais, buscando otimizar o uso eficiente da infraestrutura e cumprir os acordos de nível de serviço definidos entre clientes e provedores. / Currently the access to a cloud computing environment is provided on demand, which allows providers to offer elasticity services to customers. Although the cloud allows an abstraction of the infrastructure behavior of the service providers (logical and physical), the fulfillment of the Service Level Agreements (SLAs) is challenging, because according with the demand and system configuration, the providers cannot ensure the customers requirements. There is a necessity of mechanisms that consider load balancing algorithms to provide an efficient load distribution in the available resources. However, the papers available in the literature do not efficiently address the problem of resource equation considering the customers requirements, because they consider a limited set of objectives to be analysed and fulfilled. Therefore, this master project aims to develop and evaluate algorithms available in the literature that address the combinatorial optimization and the multi-objective approach to handle the computational resources during the execution time, trying to optimize the efficient use of the resources available in the infrastructure and fulfill the service level agreements defined between the clients and providers.

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.

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.