SmartEdge: fog computing cloud extensions to support latency-sensitive IoT applications

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Ramalho, Flávio de Sousa
• Orientador(a): Venâncio Neto, Augusto José
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Computação em névoa; Computação em nuvem; Internet das coisas; Virtualização por containers; Redes definidas por software
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22557

O rápido crescimento do número de dispositivos conectados à Internet, associado às taxas crescentes de popularidade e demanda de aplicações e serviços em tempo real na nuvem, com restrições de latência, torna muito difícil para estruturas de computação em nuvem tradicionais acomodá-los de forma eficiente. Mais especificamente, a abordagem centralizada adotada tradicionalmente por Data Centers (DC) atuais apresentam problemas de desempenho para atender de aplicações em nuvem com alta densidade, principalmente quanto a capacidade de resposta e escalabilidade. Nossa dependência insubstituível por computação em nuvem, exige infra-estruturas de DCs sempre disponíveis, enquanto mantém ao mesmo tempo capacidades de desempenho suficientes para responder a uma enorme quantidade de solicitações de aplicativos em nuvem. Neste trabalho, a aplicabilidade do emergente paradigma de computação em névoa é explorada para melhorar o desempenho no suporte de aplicações em nuvem sensíveis à latência voltadas a Internet das Coisas (do inglês Internet of Things - IoT). Com base neste objetivo, apresentamos o novo modelo denominado Infraestrutura de Borda como um Serviço (do inglês Edge Infrastructure as a Service - EIaaS), que procura oferecer um novo modelo de computação em nuvem com serviço de entrega baseado em computação de borda voltado a atender de forma eficiente as exigências de aplicações IoT em tempo real sensíveis à latência. Com a abordagem EIaaS, provedores de nuvem podem implantar dinamicamente aplicações/serviços IoT diretamente nas infra-estruturas de computação de borda, nem como gerir seus recursos de núvem/rede em tempo de execução, como forma de manter as aplicações IoT sempre melhor conectadas e melhor servidas. A abordagem resultante é arquitetada em uma estrutura modular, tendo como base tecnológica ferramentas de Rede Definida por Software (do inglês, Software- Defined Networking - SDN) para lidar com recursos de computação de borda (CPU, memória, etc.) e de rede (caminhos, largura de banda, etc.), respectivamente. Os resultados preliminares mostram como as principais técnicas de virtualização utilizadas no âmbito deste trabalho, afetam o desempenho das aplicações na infraestrutura de borda da rede. A virtualizaçào por containers leva vantagem sobre a técnica de virtualização por máquinas virtuais para implantar aplicações na borda da rede, uma vez que oferece grande flexibilidade mesmo na presença de demanda de recursos.