Orientador: Roberto Spolon Ulson / Banca: João Ângelo Martini / Banca: Paulo Sérgio da Silva / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de boot remoto para computadores commodity utilizando máquinas virtuais e sistemas de arquivos distribuídos e paralelos. O modelo proposto pode substituir o boot local com disco rígido por um boot através da rede de comunicação, aumentando assim a flexibilidade e manutenibilidade do parque de máquinas, além de permitir que dezenas de sistemas operacionais distintos sejam inicializados sem a necessidade de um disco rígido nos clientes, reduzindo dessa forma o custo em hardware e diminuindo a complexidade de instalação e manutenção de software, implantando um único ponto centralizado de gerenciamento. O projeto analisa maneiras de otimizar a transmissão de blocos de dados com técnicas de localidade de dados, sistemas de arquivos distribuídos e balanceamento de carga para implementar um ambiente robusto e de virtualização distribuída. O modelo também auxilia implementações de clusters multiuso e LAN grids para computadores commodity, provendo ferramentas para aproveitar recursos computacionais ociosos em conjuntos de computadores conectados. Neste estudo foram analisados diferentes modelos de sistemas de arquivos distribuídos, detalhando suas principais características e utilizações, e foram realizados experimentos com a virtualização distribuída juntamente com balanceamento de carga. A implantação de um sistema de arquivos híbrido através da integração de PVFS2 com pNFS trouxe melhorias de até 16% na velocidade de operações de leitura e permitiu maior escalabilidade da solução, assim como o gerenciamento de cache que permitiu a melhora de até 37% na velocidade de boot do middleware. Os resultados obtidos também viabilizaram o uso da solução para um grande número de computadores e possibilitaram o boot escalável de imagens virtuais remotamente. / Abstract: This work presents a remote boot model to commodity computers using virtual machines and distributed and parallel file system. The proposed model can replace the local hard disk boot to a boot over the network of communication, thereby increasing the flexibility and maintainability of the group of machines, and with that allowing dozens of different operating system to be initialized without the need of a hard disk on customers, thus reducing the cost in hardware and reducing the complexity of installation and maintenance of software, implementing a centralized management unit. The project examines ways to optimize the data block transmission with techniques of data locality, distributed file system and load balancing to implement a robust environment for distributed virtualization. The model also helps implementations of multiuse clusters and grids to commodity computers, providing tools to take advantage of idle computing resources in connected computers. In this study it was analyzed different models of distributed file system, detailing their main characteristics and uses, it was also conducted experiments with distributed virtualization along with load balancing, which showed improvements in the overall performance of the system. The deployment of a hybrid filesystem by mixing PVFS2 with pNFS brought improvements of up to 16% in the speed of operations for reading and allowed greater scalability of the solution, as well as the management of cache that allowed the improvement of up to 37% in speed the boot of middleware. The results also made possible the use of the solution for a large number of computers and allowed a scalable boot of virtual images remotely. / Mestre

Orientador: Marcos Antônio Cavenaghi / Banca: Renata Spolon Lobato / Banca: Ronaldo Lara Gonçalves / Resumo: O gerenciamento de um conglomerado de computadores em rede é uma atividade potencialmente complexa devido à natureza heterogênea destes equipamentos. Estas redes podem apresentar computadores com diferentes configurações em sua camada de software básico e aplicativos em função das diferenças de configuração de hardware em cada nó da rede. Neste cenário, cada computador torna-se uma entidade gerenciada individualmente, exigindo uma atividade manual de configuração da imagem de sistema ou com automatização limitada à camada de aplicativos. Tecnologias que oferecem gestão centralizada, como arquiteturas thin-client ou terminal de serviços, penalizam o desempenho das estações e oferecem capacidade reduzida para atender um número crescente de usuários uma vez que todo o processamento dos aplicativos dos clientes é executado em um único nó da rede. Outras arquiteturas para gerenciamento centralizado que atuam em camada de software são ineficazes em oferecer uma administração baseada em uma imagem única de configuração dado o forte acoplamento entre as camadas de software e hardware. Compreendendo as deficiências dos modelos tradicionais de gerenciamento centralizado de computadores, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento do FlexLab, mecanismo de gerenciamento de computadores através de Imagem de Sistema Única baseado em um middleware de virtualização distribuída. Por meio do middleware de virtualização do FlexLab, os computadores em rede de um ambiente são capazes de realizar o processo de boot remoto a partir de uma Imagem de Sistema Única desenvolvida sobre um hardware virtualizado. Esta imagem é hospedada e acessada a partir de um servidor central da rede, padronizando assim as configurações de software básico e aplicativos mesmo em um cenário de computadores com configuração heterogênea de hardware, simplificando... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Computer network management is a potentially complex task due to the heterogeneous nature of the hardware configuration of these machines. These networks may offer computers with different configuration in their basic software layer due to the configuration differences in their hardware layer and thus, in this scenario, each computer becomes an individual managed entity in the computer network and then requiring an individual and manually operated configuration procedure or automated maintenance restricted to application layer. Thin-client or terminal services do offer architectures for centralized management, however these architectures impose performance penalties for client execution and offer reduced scalability support in order to serve a growing number of users since all application processing is hosted and consume processing power of a single network node: the server. In the other hand, architectures for centralized management based on applications running over software layer are inefficient in offer computer management based on a single configuration image due to the tight coupling between software and hardware layers. Understanding the drawbacks of the theses centralized computer management solutions, the aim of this project is to develop the FlexLab, centralized computer management architecture through a Single System Image based on a distributed virtualization middleware. Through FlexLab virtualization middleware, the computers of a network environment are able to remote boot from a Single System Image targeting the virtual machine hardware. This Single System Image is hosted at a central network server and thus, standardizing basic software and applications configurations for networks with heterogeneous computer hardware configuration which simplifies computer management since all computers may be managed through a Single System Image. The experiments have shown that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Para simplificar o gerenciamento de computadores, vários sistemas de administração estruturados por conexões físicas adotam técnicas avançadas para gestão de configuração de software. No entanto, a forte ligação entre hardware e o software faz com que haja uma individualização desta gerência, além da penalização da mobilidade e ubiqüidade do poder computacional. Neste cenário, cada computador torna-se uma entidade individual a ser gerenciada, exigindo operações manuais de configuração da imagem de sistema. Tecnologias que oferecem gestão centralizada baseadas em conexões físicas cliente-servidor, combinando técnicas de virtualização com a utilização de sistemas de arquivos distribuídos, refletem a degradação em flexibilidade e facilidade de instalação deste sistema gerenciador. Outras arquiteturas para gerenciamento centralizado que estruturam o compartilhamento de dados através de conexões físicas e dependem do protocolo PXE, apresentam os mesmos impasses descritos anteriormente. Diante das limitações dos modelos de gerenciamento centralizado baseado em conexões físicas, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um middleware de comunicação cliente-servidor como parte integrante e necessária para um ambiente de gerenciamento centralizado em redes de comunicações sem fio. Este ambiente, denominado WSE-OS (Wireless Sharing Enviroment ? Operating Systems), é um modelo baseado Virtual Desktop Infrastructure (VDI) que associa técnicas de virtualização e sistema de acesso remoto seguro para criação de uma arquitetura distribuída como base de um sistema de gestão. WSE-OS é capaz de realizar a replicação de sistemas operacionais em um ambiente de comunicação sem fio além de oferecer abstração de hardware aos clientes. O WSE-OS pode substituir o boot local com disco rígido por um boot de uma Imagem de Sistema Única... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: To simplify computer management, various administration systems structured with physical connections adopt advanced techniques to manage software configuration. Nevertheless, the strong link between hardware and software makes for an individualism of that management, besides penalizing computational mobility and ubiquity. In this scenario, each computer becomes an individual entity to be managed, requiring manual operations of the system image configuration. Technologies that offer centralized management based on client-server physical connections, combining virtualization techniques with the use of distributed file systems in clusters with distributed processing on network computers reflect the deterioration in flexibility and ease of installation and maintenance of distributed applications. Other architectures for centralized management that structure the sharing of data through physical connections and depend on the PXE protocol, present the same dilemmas described above. Given the limitations models of centralized management based on physical connections, the objective of this project is the development of a middleware for client-server communication as part necessary of an environment for centralized management in wireless communications networks. This environment, called WSE-OS (Wireless Sharing Environment ? Operating Systems), is a model based Virtual Desktop Infrastructure (VDI), which combines virtualization techniques and secure access system for creating a distributed architecture as the basis for a management system. WSE-OS is capable of replicating operating systems in a wireless environment, addition to providing hardware abstraction to clients. The WSE-OS can replace the boot with local hard disk to a boot from SSI (Single System Image) virtualized in server via communication middleware, increasing flexibility and allowing multiple operating systems... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marcos Antônio Cavenaghi / Coorientador: Roberta Spolon / Banca: João Paulo Papa / Banca: Regina Helena Carlucci Santana / Mestre

Orientador: Roberta Spolon / Banca: João Paulo Papa / Banca: Regina Helena Carlucci Santana / Resumo: O maior custo de propriedade de computadores não é o hardware ou o software, mas sim o tempo que os profissionais de informática gastam em suporte e manutenção dos ambientes computacionais. Em um conglomerado de computadores em rede, cada computador torna- se uma entidade gerenciada individualmente, o que gera contínuas solicitações de alterações de configuração, como instalação de atualizações de software, conexão e configuração de periféricos, criação de perfis de e-mail e aplicação de patches. Além disso, existe ainda o risco de furto de dados e invasão por hackers quando os computadores dos usuários não estão protegidos. Aliado a este cenário, a constante evolução dos sistemas computacionais e seu potencial de processamento, a cada dia são necessárias novas técnicas de aproveitamento destes recursos. Soluções que visam facilitar o gerenciamento de ambientes com grande massa de computadores de forma a tirar o máximo proveito do poder computacional concentrado em servidores já se tornaram necessidades reais, não só em grandes corporações, mas também em pequenas e médias empresas, além de outros tipos organizações, como por exemplo, instituições de ensino. Frente esta necessidade, focando uma ferramenta compatível neste cenário de crescimento, este trabalho apresenta um modelo de gerenciamento centralizado, nomeado WSE-OS (Wireless Sharing Environment - Operating Systems), baseado em técnicas de virtualização e acesso remoto seguro combinadas a um sistema de arquivos remotos em espaço de usuário. Esta solução elimina a necessidade da instalação e configuração de aplicativos "máquina a máquina", além de tirar maior proveito do poder computacional existente nos servidores. A principal característica deste modelo que o destaca das soluções atuais é que ele é especificamente elaborado para operar sobre redes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The largest cost of desktop ownership is not the hardware or software, but the time that administrators spend on support and maintenance of computing environments. In a conglomerate of computers in a network, each computer becomes an entity managed individually, which generates continuous requests for configuration changes, such as installing software updates, configuration and connection of peripherals, profiling email and applying patches. Moreover, there is the risk of data theft and hacking when users' computers are not protected. Allied to this scenario, the constant evolution of computer systems and their potential for processing, each day requires new techniques for exploitation of these resources. Solutions aimed facilitating the management of environments with large mass of computers to take maximum advantage of computing power concentrated on servers have become real needs, not only in large corporations but also small and medium enterprises, besides other types organizations, such as educational institutions. Facing this need, focusing on a tool that supported this growth scenario, this work presents a centralized management model, named WSE-OS (Wireless Sharing Environment - Operating Systems) based on virtualization techniques and secure remote access combined with a remote file system in user space. This solution eliminates the need for installing and configuring applications "machine to machine", besides take greater advantage of existing computing power on the servers . The main feature of this model that highlights the current solutions is that it is specifically designed to operate on networks with low transmission rates, such as wireless networks. The WSE-OS is able to perform the replication of operating system images in an environment with WLAN communication, which makes management more flexible and independent of physical connections, besides offer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre