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Previous issue date: 2017-02-24 / Em instituições federais de ensino, onde há sérias limitações orçamentárias e de infraestrutura com poucos recursos computacionais, a Computação em Nuvem (CN) surge como uma solução para a hospedagem de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVAs). A elasticidade sob demanda e o balanceamento de carga permitem o aproveitamento do parque tecnológico, reutilizando de maneira distribuída os equipamentos descontinuados e com poucos recursos computacionais. CN é extremamente flexível quanto à virtualização de sua infraestrutura de hardware com o uso de hipervisores e máquinas virtuais, porém as redes que conectam os recursos de processamento e armazenamento da CN, continuam rígidas e com pouca flexibilidade. O processo de configuração e atualização da rede é realizado individualmente, de maneira estática e pouco eficiente. Diante da ossificação das redes surge o paradigma de Redes Definidas por Software Software Defined Networking (SDN), que tem como objetivo tornar as redes dinâmicas e programáveis. O controlador SDN tem papel centralizador, sendo o responsável por coordenar as ações dos elementos de rede, alavancar a programação de redes e realizar gerenciamento de conectividade. A integração com SDN torna os ambientes de CN mais flexíveis, estendendo-os e permitindo novas soluções. Este trabalho propõe SDNCloud, uma arquitetura que integra SDN à CN com suporte à elasticidade e balanceamento de carga para um ambiente virtual de aprendizagem. O testbed implementado utiliza controlador SDN OpenDayLight integrado, fazendo com que os switches virtuais do OpenStack sejam gerenciados por controlador OpenFlow. Para avaliar a proposta foi utilizado modelo de tráfego baseado em logs de transações e banco de dados da operação de um ambiente real (Moodle) de ensino à distância do Campus Muriaé do Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais. Após a caracterização e a modelagem foi encontrado, via análise de aderência, a distribuição generalização de pareto para os intervalos entre as requisições e extraída as informações para parametrização da elasticidade. Os resultados mostram a importância na escolha apropriada das métricas para o processo de elasticidade e para medir sua qualidade. Utilização de Central Processing Unit (CPU), utilização de memória, bytes de entrada e bytes de saída foram métricas testadas para o processo de elasticidade, enquanto tempo de resposta médio e taxa de perda de requisição para dimensionar a qualidade da mesma. Além das métricas, os resultados demonstram a relevância do trade-off entre os limiares de elasticidade positiva, negativa e intervalo entre as elasticidades para a qualidade da elasticidade. Nos resultados, ainda, foram comparados o modelo tradicional de CN com SDNCloud, revelando que a utilização da arquitetura proposta melhora o desempenho dos switches virtuais. / In federal educational institutions, where there are serious budgetary constraints and infrastructure with few computational resources, Cloud Computing (CC) emerges as a solution for hosting Virtual Learning Environments (VLE). The elasticity of demand and the load balancing allow the use of the technological park, reusing in a distributed way the discontinued equipment and with few computational resources. CC is extremely flexible in terms of virtualizing its hardware infrastructure with the use of hypervisors and virtual machines, however the networks which connect processing resources and CC’s storage remain rigid and with little flexibility. The process of setting up and updating the network is done individually, in a static and little efficient way. Faced the network ossification, the Software Defined Networking (SDN) paradigm emerges, which aims to become the networks more dynamic and programmable. The SDN controller has a centralizing role, being responsible for coordinating the actions of network elements, leveraging network programming and performing connectivity management. Integration with SDN makes CC environments more flexible, extending them and enabling new solutions. This work proposes SDNCloud, an architecture which integrates SDN to CC with elasticity support and load balancing, for a virtual learning environment. The implemented testbed uses integrated OpenDayLight SDN controller, making The OpenStack virtual switches being managed by OpenFlow controller. In order to evaluate the proposal, it was used traffic model based on transaction logs and database of the operation of a real environment (Moodle) of distance learning of Southeast Federal Institute of Minas Gerais - Campus Muriaé. After characterization and modeling, the pareto generalization distribution was found via adherence analysis for the intervals between the requisitions and extracted the information for parameterization of the elasticity. The results showed how is important to choose an appropriate metrics to the elasticity process and to measure its quality. The use of CPU, memory, input and output bytes were the metric tested for the elasticity process, in terms of time response rate and request lost tax to design the same quality. Besides the metrics, the results demonstrated the trade-off relevance between the thresholds of positive elasticity, negative and the interval between the “elasticities” to the elasticity quality. In the results, still, were compared the traditional approach of CC with the SDNCloud, revealing that the use of the architecture propose improve the performance of the virtual switches.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25230 |
| Date | 24 February 2017 |
| Creators | ÁVILA, Igor Meneguitte |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/8664169441117482, DIAS, Kelvin Lopes |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
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