CORBA vem se tornando o middleware padrão no desenvolvimento de aplicações distribuídas, tornando-as independentes de plataforma e linguagem. Ele tem sido utilizado também em aplicações de tempo real através de sua extensão para tempo real, o RT-CORBA. Apesar desta extensão ter conseguido reduzir vários dos problemas do CORBA no que se refere ao não-determinismo e falta de garantias temporais, ainda há muito estudo na área de mecanismos de escalonamento utilizados. Assim, este trabalho tem por objetivo apresentar uma proposta de escalonamento adaptativo no ambiente Real-Time CORBA. Nesta proposta o período das tarefas é controlado, variando dentro de uma faixa pré-estabelecida com o propósito de reduzir o atraso médio das tarefas da aplicação.

[pt] O objetivo deste trabalho é estudar a integração de mecanismos de reserva de recursos computacionais em infra-estruturas de software para aglomerados de computadores. Para realizar esse estudo, foi utilizado o framework CSBase, que é uma infra-estrutura de software concebida com o intuito de dar apoio à implementação e integração de aplicações científicas em ambientes distribuídos e heterogêneos. O CSBase oferece suporte à execução de aplicações em ambientes distribuídos e ao gerenciamento de usuários e de recursos computacionais, tais como computadores, arquivos de dados e aplicações. Entretanto, as primeiras aplicações desenvolvidas com o CSBase já demonstraram que são necessários mecanismos que permitam um melhor gerenciamento e controle dos recursos computacionais disponíveis em ambientes distribuídos, e especialmente em aglomerados de computadores dedicados à execução de aplicações de alto desempenho. Neste trabalho, apresentamos uma extensão ao framework CSBase que possibilita a reserva de processador para aplicações de usuários do sistema, e assim permitindo um gerenciamento mais eficiente dos recursos computacionais disponíveis. Essa extensão também garante que serão efetuadas as adaptações necessárias para acomodar eventuais variações no perfil de uso do processador por parte das aplicações. Como resultado dessa extensão, obteve-se a integração entre a monitoração de recursos distribuídos, a iniciação remota de aplicações, e um mecanismo de reserva de processador que proporcionou uma melhor utilização das máquinas disponíveis. / [en] The goal of this work is to study the integration of resource reservation mechanisms with software infrastructures for cluster computing. To perform this study, we used the CSBase framework, which is a software infrastructure conceived to support the implementation and integration of scientific applications in heterogeneous and distributed environments. CSBase offers support for application execution in distributed environments, as well as support for management of users and computational resources, such as computers, data files and applications. However, the first applications developed with CSBase showed that it requires mechanisms to allow a better management of resources available in distributed environments, and especially in clusters of computers dedicated to execute high performance applications. In this work, we present an extension to CSBase that provides the reservation of processor time to user applications, thus allowing a more efficient resource management. This extension also guarantees that all required adaptations will be performed to accommodate variations in the applications´ processor usage profile. As a result of this extension, we achieved the integration of mechanisms for distributed resource monitoring, remote application execution, and processor reservation, providing a better utilization among the available machines.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263928.pdf: 1317827 bytes, checksum: 5c63a0e9320c2d62407194a4f03ddf55 (MD5) / As tecnologias de grades computacionais são largamente utilizadas como uma forma barata de agregar poder computacional. Estas estruturas ajudam a oferecer serviços, unindo equipamentos e compartilhando os recursos como se a rede fosse um único computador. Porém, a complexidade de gerenciamento aumenta à medida que a quantidade de recursos inseridos na grade cresce. Diante do exposto, a gerência manual dos ambientes de grades é inviável. Este ambiente necessita de métodos de gerência autonômica para oferecer disponibilidade, qualidade de serviço e configurações otimizadas. Este trabalho apresenta um sistema de gerência para ambientes de grade computacional baseada em elementos autonômicos, que visa fornecer ao sistema características de auto-gerenciamento. Também no escopo deste trabalho, são descritos detalhes da implementação do sistema proposto e a realização de estudos de caso em diferentes cenários. Grid computing technologies are being applied as an affordable method to cluster computational power together. These structures aim to support service applications by grouping devices and shared resources in one large computational unit. However, the management complexity grows proportionally to the number of resources being integrated. From a given point up, manual management of large grid structures is unfeasible. This scenario calls for automated management methods to support availability, quality of service and optimized configurations. This work presents the design of a grid computing management system based on autonomic elements, which aims to promote characteristics of self-management. In addition, it introduces a proof-of-concept implementation and case study scenarios.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T23:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289042.pdf: 954378 bytes, checksum: 425c47463304c441d075e74b1c269f0f (MD5) / Com a contínua expansão da Internet, a busca de informação relevante deve atender requisitos de tempo e qualidade. A área da inteligência artificial possui soluções de busca informada sofisticadas que tratam essas variáveis: tempo e qualidade. Esses sistemas de busca de informação são sistemas distribuídos de tempo real, uma área emergente de pesquisa e que tem nos apresentado soluções de arquitetura computacional com alta escalabilidade. Uma alternativa para a busca de informação em tempo real é a tecnologia de agentes móveis, a qual vem sendo objeto de pesquisa desde antes da popularização da Internet, mas vem ganhando força com a padronização desta tecnologia através da FIPA, uma fundação filiada ao IEEE. A introdução de agentes móveis no cenário de sistemas distribuídos traz diversas vantagens e possuem características que são altamente desejáveis para sistemas distribuídos de tempo real. Os agentes móveis também utilizam técnicas originadas na inteligência artificial para melhorar seu desempenho em cenários com restrição temporal. Uma dessas técnicas é a de anytime algorithms, que permite ao algoritmo controlar a qualidade da resposta em função do tempo de execução. Neste trabalho serão apresentados cenários envolvendo busca de informação em servidores distribuídos. Para realizar experimentos nestes cenários, serão apresentadas novas heurísticas para determinação de itinerário de agentes móveis na busca de informação em ambientes distribuídos com características de tempo real. Serão utilizadas plataformas de agentes móveis existentes no mercado, padrões de tecnologia de agentes e também técnicas de controle de execução de algoritmos em ambientes de tempo real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:08:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242029.pdf: 448754 bytes, checksum: 0938917d43702c38204b2dac17f028ec (MD5) / Fornecer segurança em um sistema distribuído requer mais que autenticação de usuário através de senha ou certificado digital e sigilo na transmissão de informações. É preciso fazer o controle rigoroso das tarefas que estão sendo executadas para evitar que usuários maliciosos quebrem as políticas do grid, para que o uso de senhas roubadas possa ser identificado e, também, que ataques conhecidos sejam detectados rapidamente. Neste trabalho é apresentada uma proposta de detecção de intrusão em grid que aplica paralelamente duas técnicas distintas de detecção de intrusão sobre os dados de auditoria colhidos do middleware. É realizada uma analise de anomalia para verificar se as ações correspondem ao perfil de comportamento conhecido e uma analise de conhecimento que verifica quebras na política de segurança e padrões de ataques conhecidos. Desta forma foi proposto um padrão para descrever regras e políticas. A proposta foi validada e mensurada visando observar a sua exatidão com a quantidade de falsos positivos e falsos negativos e performance para conhecer o custo de processamen

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:14:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250364.pdf: 958664 bytes, checksum: 56b35e5fa30b58668069cc9f0698a96e (MD5) / O escalonamento de tarefas em sistemas distribuídos é uma área que ainda há necessidade de pesquisas, tanto pelas promissoras evoluções previstas nos sistema de Grid e P2P, quanto nas dificuldades de conciliar o funcionamento de todos os tipos e configurações de nodo que podem existir nesse tipo de rede. Dentro da natureza humana, o sistema econômico já é um modelo de negociação consolidado e fundamentado, o que lhe garante confiança em seus conceitos apresentados. Essa confiança é o que se busca para que seja utilizado no escalonamento de tarefas em um Grid computacional. Baseado nesses fundamentos, nesse trabalho procuramos estender as pesquisas que estão sendo feitos na área de Economia Grid, que nada mais é do que a junção dos conceitos de economia com esse tipo de sistema distribuído denominado Grid. Mas especificamente, propomos uma arquitetura em que o escalonamento das tarefas seja realizado de forma justa ao desempenho de cada nodo, atribuindo mais tarefas para os nodos que possuem melhores condições de atender a requisição. Task scheduling in distributed systems is still an area in need of research, as much because of the promising improvements in Grid and other P2P systems as because of the difficulties in conciliating all the kinds of node configurations that are permitted in such systems. In human affairs the economic system is an already consolidated and well founded negotiation model, which gives confidence to its concepts. This trust is what we seek for task scheduling in computational grids. On this basis, this work explores the research being conducted on Grid Economy, which is nothing more than the linking of economy notions with grid systems. More specifically, we describe an architecture in which task scheduling is performed fairly in regards to each node's performance capabilities, assigning more tasks to nodes which are more capable of responding to requests.

Este trabajo consiste en el desarrollo de una biblioteca que permita jugar en lína con emuladores para la plataforma Windows. Se analiza y contrasta la emulación de juegos que no poseen una vía para jugarlos en línea con la sincronización y consistencia en sistemas distribuidos. Por un lado, el distribuir la emulación de un hardware requiere una consistencia fuerte, sacrificando tiempo de reacción. Mientras que en los juegos en línea, se desea un tiempo mínimo entre entrada y reacción. Análisis para ambos casos son presentados, los que debieron ser aplicados de forma equilibrada. Para ello se define un enfoque y un aborde de sincronización controlando la entrada a la máquina emulada. Se presenta una solución inicial rápida para ver los problemas específicos a este particular caso. Lo primero fue la conciencia de que el estado de una máquina debe ser mantenido por el tiempo de ejecución del emulador, sino que por el tiempo virtual de la máquina emulada. Ya con esto establecido, vino un ajuste del retardo para mejorar la interactividad con el usuario y un protocolo que se ajustara al comportamiento reacio del emulador al intentar ajustar la velocidad de emulación. Se vio que una pausa por un tiempo fijo sería compensado por la emulación. Después de esto, frente a una buena consistencia entre los nodos se mejoró nuevamente la interactividad permitiendo que la entrada del jugador pudiese tener reintentos de ser inyectada. Esto entrega una solución satisfactorioa para usuarios jugadores. Finalmente se discuten posibles problemas no abarcados, maneras de solucionarlos y detalles de la implementación resultante.

A evolução das tecnologias de rede estão impulsionando o avanço da área da computação pervasiva. O projeto ISAM (Infra-estrutura de Suporte às Aplicações Móveis Distribuídas), em desenvolvimento no IIjUFRGS, tem como foco atender as demandas de pesquisa desta área e tem como premissa uma abordagem integrada na concepção do ambiente de desenvolvimento e do ambiente de execução. O EXEHDA (Execution Environrnent for High Distributed Applications) constitui o ambiente de execução do ISAM, sendo responsável pela gerência do processamento das aplicações pervasivas.Esta dissertação propõe um frarnework de escalonamento denominado TiPS concebido como um módulo do EXEHDA. O escopo de pesquisa do TiPS tem como tônica o escalonamento na computação pervasiva e a sua concepção na forma de um framework permite a utilização de diferentes estratégias de escalonamento, através da troca de seus componentes mesmo durante a execução. A modelagem do TiPS considera o uso de inteligência artificial baseada em redes bayesianas na proposição da heurística de escalonamento a ser empregada no seu framework. A utilização de redes bayesianas tem por objetivo o tratamento das incertezas relacionadas à elevada dinamicidade típica do ambiente de computação pervasiva. O TiPS foi implementado em Java, com suas funcionalidades integradas aos outros serviços do EXEHDA. Neste sentido foi desenvolvido para gerenciar o frmnework do TiPS, um módulo para a ferramenta EXEHDA-AMI, utilizada para gerenciar o EXEHDA como um todo. O TiPS foi comparado com outros dois escalonadores, para tanto foi desenvolvida uma aplicação de teste e um módulo de geração sintética de carga para promover a dinamicidade do contexto de execução. Os resultados obtidos com o T'iPS foram promissores e apontam para a viabilidade do emprego de heurísticas de escalonamento que envolvem técnicas de inteligência artificial na computação pervasiva. / The evolution of the network technologies are strengthening the pervasive computing development. The ISAM (Infm-estrutum de Suporte às Aplicações Pervasivas) is under development in the II/UFRGS and has as it's main focus on assisting the research dernands related to this therne, and its approach is to integrate the development environmellt and the execution environment. The EXEHDA (Executioll Environrnent for High Distributed Applications) constitutes the execution environment of ISAM, being responsib1e for the management of the pervasive applications execution. This dissertation proposes a framework for scheduling called TiPS, which was conceived as an EXEHDA module. The research scope of TiPS has as its tonic the scheduling in the pervasive computing environrnent, and its conception as a framework permits the use of different scheduling strategies, by the exchange of its components even during the execution. The TiPS rnodelillg considers the integration of all artificial illtelligence strategy based on bayesian networks, within the scheduling frarnework. The use of bayesiall networks has the objective to handle the uncertainties related to the highly dynamic behavior, which is typical in the pervasive computing. TiPS was irnplemellted in Java and its functionalities were integrated to other EXEHDA services, in this sense it was also developed a management module to the EXEHDA-AMI tool, which is used to manage EXEHDA. TiPS was compared to two other schedulers, for this comparison it was developed a test application and a synthetic load generator to create dynamics of the execution environment. The results obtained by TiPS points to the viability of the use of scheduling heuristics based on artificial intelligence tools in the pervasive computing.

É ponto passivo a importância dos sistemas distribuídos no desenvolvimento da computação de alto desempenho nas próximas décadas. No entanto, ainda muito se debate sobre políticas de gerenciamento adequadas para os recursos computacionais espacialmente dispersos disponíveis em tais sistemas. Políticas de balanceamento de carga procuram resolver o problema da ociosidade das maquinas(ou, por outro lado, da super-utilização) em um sistema distribuído. Não são raras situações nas quais somente algumas maquinas da rede estão sendo efetivamente utilizadas, enquanto que varias outras se encontram subutilizadas, ou mesmo completamente ociosas. Aberta a possibilidade de executarmos remotamente uma tarefa, com o intuito de reduzirmos o tempo de resposta da mesma, ainda falta decidirmos "como" fazê-lo. Das decisões envolvidas quanto a execução remota de tarefas tratam as políticas de balanceamento de carga. Tais políticas, muito embora a aparente simplicidade quanto as decisões de controle tomadas ou ao reduzido numero de parâmetros envolvidos, não possuem um comportamento fácil de se prever. Sob determinadas condições, tais políticas podem ser tomar excessivamente instáveis, tomando sucessivas decisões equivocadas e, como consequência, degradando de forma considerável o desempenho do sistema. Em tais casos, muitas das vezes, melhor seria não tê-las. Este trabalho apresenta um ambiente desenvolvido com o objetivo de auxiliar projetistas de sistema ou analistas de desempenho a construir, simular e compreender mais claramente o impacto causado pelas decisões de balanceamento no desempenho do sistema. / There is no doubts about the importance of distributed systems in the development of high performance computing in the next decades. However, there are so much debates about appropriated management policies to spatially scattered computing resources available in this systems. Load balancing policies intend to resolve the problem of underloaded machines (or, in other hand, overloaded machines) in a distributed system. Moments in which few machines are really being used, meanwhile several others are underused, or even idle, aren't rare. Allowed the remote execution of tasks in order to decrease the response time of theirs, it remains to decide 'how' to do it. Load balancing policies deal with making decisions about remote execution. Such policies, in spite of the supposed simplicity about their control decisions and related parameters, doesn't have a predictable behavior. In some cases, such policies can become excessively unstable, making successive wrong decisions and, as consequence, degrading the system performance. In such cases, it's better no policy at all. This work presents an environment developed whose purpose is to help system designers or performance analysts to build, to simulate and to understand the impact made by balancing decisions over the system performance.

O estudo e desenvolvimento de sistemas distribuídos é uma tarefa que demanda grande esforço e recursos. Por este motivo, a pesquisa em sistemas deste tipo pode ser auxiliada com o uso de simuladores, bem como por meio da emulação. A vantagem de se usar simuladores é que eles permitem obter resultados bastante satisfatórios sem causar impactos indesejados no mundo real e, conseqüentemente, evitando desperdícios de recursos. Além disto, testes em larga escala podem ser controlados e reproduzidos. Neste sentido, vem sendo desenvolvido desde 2000 um framework para simulação de algoritmos distribuídos denominado Neko. Por meio deste framework, algoritmos podem ser simulados em uma única máquina ou executados em uma rede real utilizando-se o mesmo código nos dois casos. Entretanto, através de um estudo realizado sobre os modelos de defeitos mais utilizados na literatura, verificou-se que o Neko é ainda bastante restrito nesta área. A única classe de defeito abordada, lá referida como colapso, permite apenas o bloqueio temporário de mensagens do processo. Assim, foram definidos mecanismos para a simulação das seguintes classes de defeitos: omissão de mensagens, colapso de processo, e alguns defeitos de rede tais como quebra de enlace, perda de mensagens e particionamento. A implementação foi feita em Java e as alterações necessárias no Neko estão documentadas no texto. Para dar suporte aos mecanismos de simulação de defeitos, foram feitas alterações no código fonte de algumas classes do framework, o que exige que a versão original seja alterada para utilizar as soluções. No entanto, qualquer aplicação desenvolvida anteriormente para a versão original poderá ser executada normalmente independente das modificações efetuadas. Para testar e validar as propostas e soluções desenvolvidas foram utilizados estudos de caso. Por fim, para facilitar o uso do Neko foi gerado um documento contendo informações sobre instalação, configuração e principais mecanismos disponíveis no simulador, incluindo o suporte a simulação de defeitos desenvolvido neste trabalho. / The study and development of distributed systems is a task that demands great effort and resources. For this reason, the research in systems of this type can be assisted by the use of simulators, as well as by means of the emulation. The advantage of using simulators is that, in general, they allow to get acceptable results without causing harming impacts in the real world and, consequently, preventing wastefulness of resources. Moreover, tests on a large scale can be controlled and reproduced. In this way, since 2000, a framework for the simulation of distributed algorithms called Neko has been developed. By means of this framework, algorithms can be simulated in a single machine or executed in a real network, using the same code in both cases. However, studying the most known and used failure models developed having in mind distributed systems, we realized that the support offered by Neko for failure simulation was too restrictive. The only developed failure class, originally named crash, allowed only a temporary blocking of process’ messages. Thus, mechanisms for the simulation of the following failure classes were defined in the present work: omission of messages, crash of processes, and some network failures such as link crash, message drop and partitioning. The implementation was developed in Java and the necessary modifications in Neko are registered in this text. To give support to the mechanisms for failure simulation, some changes were carried out in the source code of some classes of the framework, what means that the original version should be modified to use the proposed solutions. However, all legacy applications, developed for the original Neko version, keep whole compatibility and can be executed without being affected by the new changes. In this research, some case studies were used to test and validate the new failure classes. Finally, with the aim to facilitate the use of Neko, a document about the simulator, with information on how to install, to configure, the main available mechanisms and also on the developed support for failure simulation, was produced.