A ComputaÃÃo em Nuvem desponta como um paradigma de utilizaÃÃo de recursos computacionais segundo o qual infraestrutura de hardware, software e plataformas para o desenvolvimento de novas aplicaÃÃes sÃo oferecidas como serviÃos disponÃveis em escala global. Tais serviÃos sÃo disponibilizados por meio de datacenters de larga escala onde à recorrente o emprego de tecnologias de virtualizaÃÃo para o uso compartilhado de recursos. Neste contexto, a gerÃncia eficiente da infraestrutura do datacenter pode levar a eduÃÃes significativas de seus custos de operaÃÃo. Este trabalho apresenta uma estratÃgia de gerenciamento de infraestrutura de datacenters virtualizados que aplica tÃcnicas de monitoramento distribuÃdo combinadas a aÃÃes centralizadas de controle. Tal estratÃgia busca diminuir os efeitos de sobrecarga observados em modelos tradicionais de gerÃncia baseados em um nà controlador que acumula responsabilidades de controle e monitoramento. Por conseguinte, busca-se elevar o poder de escalabilidade da infraestrutura e melhorar sua eciÃncia energÃtica sem comprometer a Qualidade de ServiÃo (QoS) oferecida ao usuÃrio final. A anÃlise de desempenho da estratÃgia proposta à realizada atravÃs de mÃltiplos experimentos de simulaÃÃo realizados com ferramentas voltadas especificamente para a modelagem de nuvens computacionais e com suporte à representaÃÃo do consumo energÃtico da infraestrutura simulada.

Este trabalho apresenta um modelo de integração de ferramentas de animação que reduz consideravelmente o esforço envolvido na construção de novos sistemas. O modelo proposto distribui as tarefas a serem implementadas pelo sistema entre diversas ferramentas, permitindo que cada uma seja menor e mais fácil de manter que um sistema completo. Uma implementação do modelo proposto também é apresentada aqui, assim como o é um protótipo de sistema, construído de acordo com o modelo. O protótipo é comparado com as ferramentas de animação atualmente disponíveis na UFRGS, a universidade na qual este estudo foi desenvolvido. O trabalho conclui com uma análise dos resultados principais obtidos deste estudo. Ao final também são apresentadas algumas sugestões de trabalhos futuros. / This work presents a model for animation tool’s integration, which greatly reduces the programmer’s work in developing a new system. The proposed model distributes all tasks among several tools, making each tool smaller and easier to maintain. An implementation of such model is also described here, and so is a prototype of an animation system made according to the model proposed. The prototype is then compared to the current animation tools available at the UFRGS, the University in which this work was developed. The work concludes with an analysis of the main results and some suggestions of possible future works.

Durante os últimos anos, a quantidade de dados gerada pelas aplicações cresceu consideravelmente. No entanto, para tornarem-se relevantes estes dados precisam ser processados. Para atender este objetivo, novos modelos de programação para processamento paralelo e distribuído foram propostos. Um exemplo é o modelo MapReduce, o qual foi proposto pela Google. Este modelo, no entanto, possui pontos de falha única (SPOF), os quais podem comprometer a sua execução. Assim, este trabalho apresenta uma nova arquitetura, inspirada pelo Chord, para lidar com os SPOFs do modelo. A avaliação da proposta foi realizada através de modelagem analítica e de testes experimentais. Os resultados mostram a viabilidade de usar a arquitetura proposta para executar o MapReduce. / During the last years, the amount of data generated by applications grew considerably. To become relevant, however, this data should be processed. With this goal, new programming models for parallel and distributed processing were proposed. An example is the MapReduce model, which was proposed by Google. This model, nevertheless, has Single Points of Failure (SPOF), which can compromise the execution of a job. Thus, this work presents a new architecture, inspired by Chord, to avoid the SPOFs on MapReduce. The evaluation was performed through an analytical model and an experimental setup. The results show the feasibility of using the proposed architecture to execute MapReduce jobs.

Orientador: Julio Cesar Lopez Hernandez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T21:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aranha_DiegodeFreitas_M.pdf: 6440821 bytes, checksum: d67da255f787776d44a1b825e26c1a65 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Em diversos cenários, é desejável que não apenas o conteúdo de uma comunicação seja preservado, mas também a identidade dos seus participantes. Satisfazer esta propriedade requer mecanismos diferentes dos comumente utilizados para fornecer sigilo e autenticidade. Neste trabalho, a problemática da comunicação anônima na Internet é abordada a partir do projeto e implementação de componentes específicos para este fim. Em particular, são apresentados um componente para roteamento anônimo eficiente em sistemas peer-to-peer estruturados e um serviço de nomes para facilitar a publicação de serviços anonimizados. As principais contribuições deste trabalho são: (i) estudo de definições, métricas e técnicas relacionadas a anonimato computacional; (ii) estudo do paradigma de Criptografia de Chave Pública Sem Certificados; (iii) projeto de uma rede de anonimização completa, adequada tanto para comunicação genérica como para funcionalidade específica; (iv) estudo e projeto de esquemas de roteamento em ambientes anônimos; (v) projeto de um serviço de nomes que aplica técnicas criptográficas avançadas para fornecer suporte a serviços anonimizados; (vi) implementação em software dos conceitos apresentados / Abstract: In several scenarios, it¿s desirable to protect not only the content of a communication, but the identities of its participants. To satisfy this property, different techniques from those used to support confidentiality and authentication are commonly required. In this work, the problem of anonymous communication on the Internet is explored through the design and implementation of specific components with this function. In particular, a name service and a routing component for anonymous environments are presented. The main contributions of this work are: (i) the study of definitions, metrics and techniques related to computational anonymity; (ii) the study of Certificateless Public Key Cryptography, a new model of public key cryptography; (iii) the design of a complete anonymization network, suitable for both generic communication and dedicated functionality; (iv) the study and design of routing schemes for anonymous communication; (v) the design of a name service to support location-hidden services in the anonymous network; (vi) the implementation of the concepts presented. / Mestrado / Criptografia e Segurança Computacional / Mestre em Ciência da Computação

[pt] A utilização de tolerância a falhas na construção de aplicações em sistemas distribuídos é, em geral, uma tarefa complexa. Para facilitar esta tarefa, pode-se utilizar um ambiente de desenvolvimento que forneça técnicas padronizadas e ferramentas para o suporte a tolerância a falhas. Com esse objetivo, foi concebido um suporte especializado para a tolerância a falhas. Parte deste suporte foi implementado e adicionado ao ambiente RIO (Reconfigurable interconnectable Objects) O RIO é centrado no conceito de módulos configuráveis que se comunicam por interfaces bem definidas. O suporte a tolerância a falhas é obtido a partir de técnicas baseadas em replicação de módulos de software. Como exemplo, são apresentadas três técnicas de replicação, Replicação Passiva Reserva Quente, Replicação Ativa Competitiva e Replicação Ativa Cíclica, bem como o suporte concebido e implementado para as mesmas. Os detalhes relevantes desta implementação são discutidos e, finalmente, apresenta-se conclusões e sugestões para trabalhos futuros. / [en] The use of fault tolerance in the construction of distributed systems applications is usually a complex task. To make this task easier, a development environment may be used including standard techniques and tools for the support of fault tolerance. With this purpose, a specialized fault tolerance support was concepted. Part of this support was implemented and added to the RIO (Reconfigurable interconnectable Objects) environment. The RIO is based on the concept of configurables modules. Well defined interfaces are used to modules comunication. The fault tolerance support is obtained by software replication based techniques. Three replication techniques examples are presented, Hot Standby Passive Replication, Competitive Active Replication and Ciclic Active Replication, as well as the designed support for them. Important implementation details are discussed and, finally, conclusions and sugestions for future work are presented.

[pt] A soma dos gastos associados ao desenvolvimento de software é o fator preponderante na composição do custo total dos sistemas de computação. Desta forma, deve-se procurar otimizar o processo de desenvolvimento visando minimizar o custo do software sem incorrer em perda de qualidade do sistema como um todo. Este trabalho apresenta um experiência de utilização de uma metodologia de desenvolvimento de software no ambiente de construção e suporte a sistemas distribuídos RIO. A metodologia adotada é baseada no conceito de abstrações e usa uma linguagem especializada (SPEC) para a descrição de especificações. Conceitos de lógica são também utilizados para formalizar o comportamento da aplicação e de seus componentes, o que facilita o uso de procedimentos automatizados para a detecção de erros e simplificação das especificações. Os paradigmas adotados em SPEC são similares aos disponíveis para a concepção e construção de sistemas aplicativos no ambiente RIO. Isso simplifica o processo de transformação das especificações obtidas em uma implementação. / [en] The sum of costs associated to the software development is the dominant factor in the composition of the total cost of the computer systems. Thus, the software development process shoild be optimized in order to reduce its cost without incurring in losses for the overall system quality. This work presents an experience of a software methodology in the RIO environment for the support of distributed systems. The adopted methodology is based on abstractions and uses a specialized language (SPEC) for the description of the specifications. Logic concepts are also used to formalize the behaviour of the applicationa and its components This facilities the use of automatic procedures for correctness checks an simplification of the specifications. The paradigms adopted by SPEC are similar to those supported in the RIO environment. This simplifies the process of translation fo the specification into a system implementation.

[pt] Esta dissertação apresenta a descrição de um pré-processador projetado e implementado especificamente para suportar uma extensão para a linguagem de programação Pascal. Este pré-processador produz um texto fonte em Pascal pronto para ser compilado. A extensão foi projetada especialmente para suportar o desenvolvimento de sistemas distribuídos destinados ao suporte de aplicações de tempo real. Esta extensão provê definição de tarefa, declaração de porta e comunicação por troca de mensagens. / [en] This dissertation presents the description of a preprocessor designed and implemented specifically to support an extension of the Pascal programming language. This preprocessor produces a Pascal source text ready for compilation. The extension was designed specially to support real-time applications. This extension provides task definition, port declaration, and communication via message passing.

[pt] A presente dissertação descreve as características mais relevantes encontradas na metodologia de construção de software implementada pelo ambiente P-RIO. Este ambiente foi construído sobre a plataforma PVM, visando reunir em um só sistema as abstrações de alto nível para a modularização, paralelização e configuração gráfica de aplicações, e a portabilidade oferecida pela máquina virtual. A metodologia proposta facilita a reutilização do software e a manutenção de sistemas, permitindo maior eficiência no processo de desenvolvimento de aplicações distribuídas e paralelas. Além disso, o suporte à operação oferecido por P-RIO permite que usuários, sem um grande treinamento prévio, possam criar sistemas computacionais relativamente complexos. A implementação do ambiente inclui uma interface gráfica e uma linguagem de configuração integradas ao sistema, que provêem facilidades para a construção, depuração e gerenciamento de aplicações. São apresentados, também, alguns exemplos de aplicações que utilizam a metodologia P-Rio. / [en] This dissertation describes the most relevant characteristics of the software construction methodology implemented by the P-RIO environment. This environment was built on the PVM platform, attempting to combine in a single system the high-level facilities for modularity, parallelization and graphic configuration of applications, and the portability offered by the virtual machine. The proposed methodology simplifies software maintenance, improving efficiency in the development process of distributed and parallel applications. Besides, the operation support offered by P-RIO allows users, with little training, to build relatively complex computational systems. The environment implementation includes a graphic interface and a configuration language, integrated to the system, that provide facilities for construction, debugging, and management of applications. Several examples of applications based on the P-RIO methodology are also presented.

[pt] Este trabalho descreve uma arquitetura associada a uma metodologia, que unifica diversos modelos e mecanismos usados na construção de software para ambientes distribuídos. A metodologia distingue a construção dos componentes (módulos) de um sistema através da programação, da efetiva construção do sistema por meio da configuração. A metodologia baseia-se no conceito de objetos, associado a uma diferente forma de encapsulamento mais adequada ao caso distribuído. Também é apresentada uma implementação compatível com os conceitos, que procura atender aos requisitos da metodologia, fornecendo meios para a construção dos componentes, uma linguagem especializada de configuração e um ambiente de suporte à operação. / [en] This work describes an architecture and an associated methodology that unifies several models and mechanisms employed to build distributed systems. The methodology distinguishes the building of the system components (modules) from its effective construction during an explicit separate configuration activity. The methodology is based on the concepts of objects associated with a type of the architectural concepts to meet the methodology requirements, providing pratical means to define components and their interactions, a specialized configuration language and an operational support environment.

[pt] A demanda por serviços diversificados em aplicações distribuídas impõe a necessidade de um modelo de comunicação flexível e modular, que possa acomodar continuamente novas funções e requisitos. Neste trabalho apresenta-se o modelo de comunicação adotado no ambiente RIO, que inclui uma metodologia para a construção de aplicações distribuídas e permite selecionar a forma mais adequada para comunicação entre seus módulos. Isto requer o suporte de um sistema de comunicação multiprotocolo, que se adapte a requisitos heterogêneos. São discutidos também a implementação, pontos relevantes ao desempenho do sistema e propostas de otimização. / [en] The distributed applications demand diversified services leads to the necessity of a modular and flexible communication model, that can host, continuously, new communications functions and requirements. The communication model adopted by the RIO environment is presented, which includes a distributed application construction methology and permits the selection of the most adequate form of communication between its modules. This feature demands the support of a multiprotocol communication sysstem, that can fulfill heterogeneous requirements. Implementation, performance aspects and optimization proposals are also discussed.