CEDRO, D. M. Gestão da QOS em arquiteturas de grades computacionais orientadas a serviços. 2010. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-26T19:22:09Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-26T19:23:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-26T19:23:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_dmcedro.pdf: 1683786 bytes, checksum: ad1aa16b7584d623bbff6ed9867f1845 (MD5) Previous issue date: 2010-08 / The increasing deployment of services on the Internet is augmenting the demand for processing resources on the server side encouraging the use of Clusters of Computers and Grid Computing. At the same time, the engineering software brings new paradigms such as Service Orientation, which impose new challenges to be addressed by service providers. The convergence of these factors led Architectures for Service Oriented Grid Computing. This work presents an architecture proposed for service oriented grid computing, called G-DSAC (Grid - DiffServ Admission Control), which deals with aspects related to QoS (Quality of Service) and service differentiation. The G-DSAC architecture is an extension of WS-DSAC architecture (Web Servers - AdmissionControl DiffServ). This extension includes design of a Service Oriented Grid Computing Architecture which is able to ensure SLAs (Service Level Agreements) established with consumers using effectively the resources available in the grid. The solution also provides service differentiation in relation to response times offered to customers, end users and service consumers. The proposed new architecture introduces a block of functionality in a service oriented grid computing platform composited by Multclusters. This block allows publishing and localization of services, authentication and classification of requests and scheduling of those within the grid according to the service class they belong. It was also implemented a prototype that allowed the realization of experiments in a testing platform to evaluate the solution's ability to achieve the objectives proposed by the new architecture. / A crescente disponibilização de serviços através da Internet vem impondo uma demanda cada vez maior por recursos de processamento no lado servidor favorecendo a utilização dos Clusters de Computadores e das Grades Computacionais. Em paralelo, a engenharia de software traz novos paradigmas, como a Orientação a Serviços, que impõem novos desafios a serem tratados pelos fornecedores de serviços. A convergência destes fatores deu origem às Arquiteturas de Grades Computacionais Orientadas a Serviços. Neste trabalho é apresentada uma proposta de arquitetura em grades computacionais orientada a serviços, denominada G-DSAC (Grid – DiffServ Admission Control), que trata de aspectos ligados à QoS (Quality of Service) e a diferenciação de serviços. A arquitetura G-DSAC é uma extensão da arquitetura WS-DSAC (Web Servers – DiffServ AdmissionControl). Esta extensão compreende a concepção de uma solução voltada para grades computacionais que é capaz de garantir os SLAs (Service Level Agreements) estabelecidos com os consumidores de serviços utilizando de forma otimizada os recursos de processamento disponibilizados na grade. A solução permite ainda a diferenciação de serviços no que diz respeito aos tempos de resposta oferecidos aos clientes, usuários finais e serviços consumidores. A nova arquitetura proposta introduz um bloco de funcionalidades em uma plataforma de grade computacional orientada a serviços formada por multclusters. Esse bloco permite a publicação e localização de serviços, autenticação e classificação de requisições e o escalonamento das mesmas dentro da grade de acordo com a classe de serviço a qual pertencem. Foi também implementado um protótipo que permitiu a realização de experimentos em uma plataforma real de testes visando avaliar a capacidade da solução em atingir os objetivos por ela propostos.

MARTINS, F. S. Um modelo de diagnóstico distribuído e hierárquico para tolerância a ataques de manipulação de resultados em grades computacionais. 2006. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T14:27:55Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_fsmartins.pdf: 22736379 bytes, checksum: 3da7a67368d4aa866f5518b6203a556c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T17:45:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_fsmartins.pdf: 22736379 bytes, checksum: 3da7a67368d4aa866f5518b6203a556c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T17:45:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_fsmartins.pdf: 22736379 bytes, checksum: 3da7a67368d4aa866f5518b6203a556c (MD5) Previous issue date: 2006-08-08 / Information security in grid computing involves requirements that go beyond the traditional networks. Concerning specifically Integrity, most of existing solutions deal with it only during data transmission, ensuring non-violation of data in the communication between machines. Nevertheless, it is also necessary to guarantee data integrity during its processing, so that jobs results must not suffering any improper handling. Otherwise, the results manipulation compromises the application as a whole, also causing a high processing overhead. In order to avoid that grid users obtain uncorrected results due to malicious elements, this work proposes a diagnosis model for tolerating security faults in largescale computational grids, considering the integrity verification during job processing. In this way, it is possible to exclude those misbehaving processing units (nodes) interested in damaging the execution of processes, providing thus a high performance computing environment only formed by reliable nodes. The usage of system-level diagnosis as a strategy against jobs results manipulation attacks reveals itself an efficient solution, since it does not depend on the hardware platform and it is interoperable with security local solutions. This feature allows the employment of the proposed model at the majority of grid computing middlewares. Furthermore, the proposed diagnosis model organizes the nodes into logical clusters, establishing a hierarchy among them, in accordance to the role of each node (executor, tester or ultra-reliable), assigned through its historical behavior in the environment. This approach enables diagnosis to be made in a distributed way with the participation of nodes that provide an expected degree of confidence. To validate this strategy, a new security layer was implemented in a grid simulator in order to introduce the assertions and the behaviors described in the proposed model. The results testify the effectiveness of the model at scenarios with different quotas of malicious nodes, providing a rate of detection of 100% and accuracy of 99,7% of processed jobs, with 12,3% of overhead. / A segurança da informação em grades computacionais envolve requisitos que vão além dos estabelecidos para as redes convencionais. Tratando-se especificamente de Integridade, a maioria das soluções existentes resolve essa questão apenas no escopo de transmissão, garantindo a nao-violação dos dados durante a comunicação entre as maquinas. Todavia, e preciso também garantir a integridade dos dados durante o seu processamento, de modo que os resultados das tarefas (jobs) processados em uma grade não sofram qualquer alteração indevida. De outra forma, a manipulação de resultados compromete a aplicação como um todo, incidindo num alto custo em termos de desempenho. Para evitar que usuários obtenham resultados incorretos em virtude de elementos maliciosos, esta dissertação propõe um modelo de diagnostico para tolerância a falhas de segurança em grades computacionais de larga escala, abordando a verificação de integridade na execução dos jobs. Desta forma, e possível excluir as unidades de processamento (nós) de má conduta interessadas em comprometer as aplicações, oferecendo, portanto, um ambiente de computação de alto desempenho formado apenas por nos confiáveis. A utilização de diagnostico em nível de sistema como estratégia contra ataques de manipulação de resultados de jobs mostra-se uma solução eficaz, visto que independe das plataformas de hardware utilizadas e é interoperavel com soluções de segurança locais, o que viabiliza seu emprego na maioria das middlewares de grades computacionais. Além disso, o modelo de diagnostico aqui apresentado organiza os nós em clusters lógicos, estabelecendo assim uma hierarquia entre os mesmos, de acordo com o papel de cada nó (executor, testador ou ultra-confiável), atribuído segundo seu histórico comportamental no ambiente. Essa abordagem permite que o diagnóstico seja feito de forma distribuída com a participação dos nós que possuem um nível mínimo de confiabilidade. Para validar esta estratégia, uma nova camada de segurança foi implementada em um simulador de grades, a fim de introduzir as asserções e os comportamentos descritos no modelo proposto. Os resultados obtidos atestam a sua eficácia em cenários com diferentes taxas de nós mal intencionados, oferecendo um índice de detecção de 100% e acurácia de 99,7% dos jobs processados, com 12,3% de custo de processamento.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Information security in grid computing involves requirements that go beyond the traditional networks. Concerning specifically Integrity, most of existing solutions deal with it only during data transmission, ensuring non-violation of data in the communication between machines. Nevertheless, it is also necessary to guarantee data integrity during its processing, so that jobs results must not suffering any improper handling. Otherwise, the results manipulation compromises the application as a whole, also causing a high processing overhead. In order to avoid that grid users obtain uncorrected results due to malicious elements, this work proposes a diagnosis model for tolerating security faults in largescale computational grids, considering the integrity verification during job processing. In this way, it is possible to exclude those misbehaving processing units (nodes) interested in damaging the execution of processes, providing thus a high performance computing environment only formed by reliable nodes. The usage of system-level diagnosis as a strategy against jobs results manipulation attacks reveals itself an efficient solution, since it does not depend on the hardware platform and it is interoperable with security local solutions. This feature allows the employment of the proposed model at the majority of grid computing middlewares. Furthermore, the proposed diagnosis model organizes the nodes into logical clusters, establishing a hierarchy among them, in accordance to the role of each node (executor, tester or ultra-reliable), assigned through its historical behavior in the environment. This approach enables diagnosis to be made in a distributed way with the participation of nodes that provide an expected degree of confidence. To validate this strategy, a new security layer was implemented in a grid simulator in order to introduce the assertions and the behaviors described in the proposed model. The results testify the effectiveness of the model at scenarios with different quotas of malicious nodes, providing a rate of detection of 100% and accuracy of 99,7% of processed jobs, with 12,3% of overhead. / A seguranÃa da informaÃÃo em grades computacionais envolve requisitos que vÃo alÃm dos estabelecidos para as redes convencionais. Tratando-se especificamente de Integridade, a maioria das soluÃÃes existentes resolve essa questÃo apenas no escopo de transmissÃo, garantindo a nao-violaÃÃo dos dados durante a comunicaÃÃo entre as maquinas. Todavia, e preciso tambÃm garantir a integridade dos dados durante o seu processamento, de modo que os resultados das tarefas (jobs) processados em uma grade nÃo sofram qualquer alteraÃÃo indevida. De outra forma, a manipulaÃÃo de resultados compromete a aplicaÃÃo como um todo, incidindo num alto custo em termos de desempenho. Para evitar que usuÃrios obtenham resultados incorretos em virtude de elementos maliciosos, esta dissertaÃÃo propÃe um modelo de diagnostico para tolerÃncia a falhas de seguranÃa em grades computacionais de larga escala, abordando a verificaÃÃo de integridade na execuÃÃo dos jobs. Desta forma, e possÃvel excluir as unidades de processamento (nÃs) de mà conduta interessadas em comprometer as aplicaÃÃes, oferecendo, portanto, um ambiente de computaÃÃo de alto desempenho formado apenas por nos confiÃveis. A utilizaÃÃo de diagnostico em nÃvel de sistema como estratÃgia contra ataques de manipulaÃÃo de resultados de jobs mostra-se uma soluÃÃo eficaz, visto que independe das plataformas de hardware utilizadas e à interoperavel com soluÃÃes de seguranÃa locais, o que viabiliza seu emprego na maioria das middlewares de grades computacionais. AlÃm disso, o modelo de diagnostico aqui apresentado organiza os nÃs em clusters lÃgicos, estabelecendo assim uma hierarquia entre os mesmos, de acordo com o papel de cada nà (executor, testador ou ultra-confiÃvel), atribuÃdo segundo seu histÃrico comportamental no ambiente. Essa abordagem permite que o diagnÃstico seja feito de forma distribuÃda com a participaÃÃo dos nÃs que possuem um nÃvel mÃnimo de confiabilidade. Para validar esta estratÃgia, uma nova camada de seguranÃa foi implementada em um simulador de grades, a fim de introduzir as asserÃÃes e os comportamentos descritos no modelo proposto. Os resultados obtidos atestam a sua eficÃcia em cenÃrios com diferentes taxas de nÃs mal intencionados, oferecendo um Ãndice de detecÃÃo de 100% e acurÃcia de 99,7% dos jobs processados, com 12,3% de custo de processamento.

Made available in DSpace on 2015-02-04T21:45:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanderlei Costa.pdf: 1535805 bytes, checksum: 1edf57ffedf62a0db7a4c94312b486d6 (MD5) Previous issue date: 2008-10-03 / Plataformas de grade computacional têm sido adotadas para promover o compartilhamento, agregação e coordenação de grandes quantidades de recursos geograficamente distribuídos e multi-institucionais. Em tais ambientes, que envolvem grandes quantidades de recursos localizados em diversos domínios administrativos e sujeitos a uma diversidade de políticas de controle de acesso, o controle de acesso é obrigatório. Como principal contribuição, o presente trabalho estende o arcabouço (framework) de portais GridSphere com o objetivo de fornecer ferramentas de controle de acesso que podem ser utilizadas para o desenvolvimento de aplicaçõess para grades computacionais. Os mecanismos e ferramentas propostos também realizam o controle de acesso no nível de invocação de serviço, que pode ser usado por qualquer aplicação compatível com OGSA que realize invocações a serviços de grade. Nossa abordagem permite a integração e consistência entre políticas de autorização aplicadas no lado do portal e no lado do provedor de serviço.

A crescente disponibilizaÃÃo de serviÃos atravÃs da Internet vem impondo uma demanda cada vez maior por recursos de processamento no lado servidor favorecendo a utilizaÃÃo dos Clusters de Computadores e das Grades Computacionais. Em paralelo, a engenharia de software traz novos paradigmas, como a OrientaÃÃo a ServiÃos, que impÃem novos desafios a serem tratados pelos fornecedores de serviÃos. A convergÃncia destes fatores deu origem as Arquiteturas de Grades Computacionais Orientadas a ServiÃos. Neste trabalho à apresentada uma proposta de arquitetura em grades computacionais orientada a serviÃos, denominada GDSAC (Grid â DiffServ Admission Control), que trata de aspectos ligados à QoS (Quality of Service) e a diferenciaÃÃo de serviÃos. A arquitetura G-DSAC à uma extensÃo da arquitetura WS-DSAC (Web Servers â DiffServ AdmissionControl). Està extensÃo compreende a concepÃÃo de uma soluÃÃo voltada para grades computacionais que à capaz de garantir os SLAs (Service Level Agreements) estabelecidos com os consumidores de serviÃos utilizando de forma otimizada os recursos de processamento disponibilizados na grade. A soluÃÃo permite ainda a diferenciaÃÃo de serviÃos no que diz respeito aos tempos de resposta oferecidos aos clientes, usuÃrios finais e serviÃos consumidores. A nova arquitetura introduz um bloco de funcionalidades em uma plataforma de grade computacional orientada a serviÃos formada por multclusters. Esse bloco permite a publicaÃÃo e localizaÃÃo de serviÃos, autenticaÃÃo e classificaÃÃo de requisiÃÃes e o escalonamento das mesmas dentro da grade de acordo com a classe de serviÃo a qual pertencem. Foi tambÃm implementado um protÃtipo que permitiu a realizaÃÃo de experimentos em uma plataforma real de testes visando avaliar a capacidade da soluÃÃo em atingir os objetivos por ela proposto

Devido ao grande avanço no desenvolvimento de hardware e em tecnologias de redes de alta velocidade, além da necessidade de aplicações que demandam cada vez mais poder de processamento em contextos de uso colaborativos, surge a necessidade de aplicações que aproveitem ao máximo o que as novas tecnologias de hardware e rede têm a oferecer. É neste contexto o Grid Computacional emerge como uma tecnologia inovadora no sentido de permitir a criação de aplicações distribuídas envolvendo uma ampla gama de recursos. A demanda de pesquisa nesta área ainda é grande, principalmente em algumas áreas da computação distribuída como a disseminação e recuperação de dado e informações. Esse trabalho é focado nessa necessidade e propões a utilização de alguns protocolos do padrão da indústria Universal Plug and Play de conectividade entre dispositivos inteligentes para a implementação de Grid Computacional através de alguns cenários típicos de aplicações em Grid. Esses protocolos podem ser muito úteis na construção de serviços do middleware do grid computacional relativos à disseminação e recuperação de dados e informações.

A previsão acurada de fenômenos aerodinâmicos não estacionários tem cada vez mais dependido do emprego de técnicas de Mecânica dos Fluidos Computacional (CFD). A aplicação de tais técnicas em problemas não estacionários depende crucialmente de tecnologias de geração de malha que, usualmente, são processos bastante lentos. Para contornar esta limitação, várias metodologias têm sido desenvolvidas a fim de calcular a dinâmica geométrica do problema físico sem gerar novamente uma malha computacional por completo. Neste sentido, este trabalho apresenta um estudo de técnicas eficientes de geração e movimentação de malhas computacionais para simulação não estacionária em CFD, com aplicações em Aeroelasticidade. Para este propósito, é implementada uma abordagem de movimentação de malhas baseada em Funções de Base Radial (RBF). Nesta metodologia, os deslocamentos dos pontos de malha na superfície da estrutura (móvel) são propagados para os pontos volumétricos (interiores), sem alterar a topologia da malha. Este trabalho conduz uma análise comparativa do emprego de diversos tipos de RBF na movimentação de malhas de níveis de refinamento diferentes, bidimensionais e tridimensionais, no que diz respeito à qualidade da malha deformada resultante. Além disso, aborda estratégias de movimentação e sua influência na qualidade de malha gerada. Como aplicação, é conduzida simulação aerodinâmica computacional com código BREXP3D. Este código utiliza formulação de mecânica dos fluidos não estacionária compressível e não viscosa (equações de Euler), implementada numericamente via método de diferenças finitas, o que exige malhas hexaédricas estruturadas. Este trabalho implementa condições de contorno para simulação de asa tridimensional em malhas monobloco e conduz simulação aerodinâmica estacionária em regime transônico, comparando com resultados experimentais. Problemas de malha e convergência não permitiram executar com sucesso a simulação aerodinâmica computacional não estacionária.

A computação em nuvem tem recebido um grande destaque, ao propor um novo e eficiente mecanismo para disponibilizar recursos computacionais. Dos investimentos cada vez maiores nessa plataforma, inclusive pela academia, surge a oportunidade de compartilhar estes recursos computacionais entre diferentes instituições. As grades computacionais são um mecanismo bem estabelecido para o compartilhamento de alguns tipos de recursos computacionais. Através do entendimento de como isso é feito nestas estruturas, esse trabalho avalia as soluções existentes e propõe um arquitetura alternativa que permite a criação das federações de nuvens computacionais. / Cloud computing is a new model to provide computing resources. The growing interest and investments on this platform creates an opportunity to share this resources across different institutions. The grid computing is the standard way of achieving this. Using grid as reference, this work survey current technologies and present an alternative design to allow the development of academic cloud computing federations.

Esta tese de doutorado apresenta investigações, modelos e implementações de um middleware para grades computacionais denominado Grid Anywhere. Essa plataforma tem como objetivo viabilizar a construção de grades computacionais que permitam um maior número de provedores e consumidores de recursos. Para isso, são apresentadas soluções para gerenciamento de segurança, carregamento de aplicações, hospedagem de objetos, execução remota de métodos, desenvolvimento de aplicações e transporte alternativo de mensagens SOAP (utilizando o sistema de televisão digital interativa e encapsulando uma mensagem SOAP dentro de outro documento desse mesmo protocolo). Como aplicações da plataforma foram criadas duas grades computacionais com arquiteturas distintas. A primeira permite que um ambiente de compartilhamento de recursos possa ser utilizado como infraestrutura para prover plataforma como serviço (PaaS) para usuários convencionais (domésticos ou corporativos) em um ambiente de computação em nuvem. A outra arquitetura tem como foco o fortalecimento de grades computacionais desktop por meio da utilização de receptores digitais de TV (set-top box) como provedores de recursos onde a distribuição de objetos e as mensagens SOAP ocorrem por difusão. Os modelos foram validados por meio de testes reais feitos utilizando as respectivas implementações, o que demonstrou que são funcionais. Tais implementações disponibilizam produtos que cooperam com a inovação do desenvolvimento de aplicações para grades computacionais e também para outras categorias de sistemas distribuídos / This PhD thesis presents investigations, models and implementations of a computational grid middleware named Grid Anywhere. This platform aims at allowing the build of computational grid systems, which enable the increase of the number of participants as consumers and resource providers. In order to do this, new solutions are presented to manage security policies, load applications, host objects, execute remote methods, develop application and alternative transport of SOAP messages in a flexible way (using the interactive digital television system and inserting one SOAP message inside another document of this same protocol). As applications of this middleware, two different architectures of computational grids were created. The first one enables an environment to share resources that are used as infrastructure to provide platform as a service (PaaS) in a cloud computing system. The goal of the second architecture is to increase the computational power of desktop computational grid systems using digital television receivers (set-top box) as resource providers, where the distribution of objects and SOAP messages occurs via broadcasting. The models were validated by means of real tests using the respective implementations, which showed that the platform is functional. Such implementations provide software products that help the innovation and development of computational grid applications and also others types of distributed systems

O termo grade computacional faz referência a uma classe de sistemas distribuídos que permitem a associação e a integração de múltiplos domínios em organizações virtuais. Um serviço de controle de acesso coerente a sistemas com estas características deve ser flexível para integrar múltiplas políticas, permitindo que administradores, sítios e usuários determinem as regras e os mecanismos para proteger seus recursos. Esta tese apresenta o GridMultiPolicy, um sistema flexível para o gerenciamento e a integração de múltiplas políticas e mecanismos para a efetivação de controle de acesso em ambientes de grade computacional. Adicionalmente, foram desenvolvidas políticas para demonstrar a capacidade do sistema proposto em oferecer respostas às necessidades presentes em cenários de uso de uma grade computacional. O impacto da utilização do GridMultiPolicy e das políticas desenvolvidas foi avaliado por meio de testes de desempenho. Palavras-chave: Grade computacional. Grades. Sistemas distribuídos. Políticas de segurança em organizações virtuais. GridMultiPolicy. / The term computational grid refers to a class of distributed systems that allows for the association and integration of multiple independent domains in virtual organizations. A coherent access control services in such a system should be flexible to integrate multiple polices so as to permit administrators, sites, and users to determine roles and mechanisms to protect their resources. This thesis introduces the GridMultiPolicy, a flexible system that manages and integrates multiple policies and mechanisms to enforce access control in grid environments. Additionally, policies have been developed to show how the proposed system is able to offer answers to security needs present in grid use scenarios. The impact of the GridMultiPolicy and the developed policies was evaluated by performance tests. Key-words: Computational grid. Grid. Distribuited system. Virtual organization. Policy and security for virtual organization. GridMultiPolicy.