Uma Contribuição para Avaliação de Custos do Uso de Nuvens Computacionais no Suporte a Aplicações Científicas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Maicon Ança dos
• Orientador(a): Cavalheiro, Gerson Geraldo Homrich
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Infraestrutura de nuvem; Workflow; Bag-of-Tasks; Simulador; Cloud infraestructure; Simulator
• Área do conhecimento CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12904

Esta Tese discute a adoção de infraestruturas de nuvem para suporte à execução de aplicações científicas no meio acadêmico, no qual é comum o compartilhamento de recursos computacionais por diferentes grupos de pesquisa. Para o bom gerenciamento dos recursos compartilhados, o ambiente de nuvem computacional se apresenta como promissor no que se refere a universalização de acesso e o melhor aproveitamento de recursos financeiros. O objetivo geral deste trabalho é racionalizar, em relação aos custos financeiros, a adoção de nuvens computacionais para apoio à pesquisa acadêmica. Para isso, é necessário determinar os custos envolvidos para implantação de uma solução, atendendo a uma comunidade federada de instituições de ensino e pesquisa. Nesse contexto, são abordadas alternativas com ambientes de nuvens públicas, privadas e híbridas, identificando vantagens e desvantagens da adoção de cada uma e os respectivos impactos financeiros. Diferentes cenários de uso para infraestruturas de nuvem foram concebidos a fim de combinar opções de nuvens federadas e nuvens públicas com estratégias de escalonamento, dentre elas a de cloud bursting. Como contribuição científica, este trabalho traz a constatação de que nuvens públicas podem ser utilizadas como apoio a uma nuvem federada e o desenvolvimento de um simulador para ambientes de rede, o WCSim (Workflow Cloud Simulator), no qual foi possível utilizar aplicações modeladas como fluxos de trabalho, a partir de tarefas que se relacionam como bag-of-tasks. Para avaliar o comportamento das execuções de workflows sobre uma nuvem federada, juntamente com a técnica de cloud bursting, estudos de caso foram aplicados para uso no WCSim. Os resultados dos experimentos permitem verificar que a modalidade de precificação spot deve ser considerada nas avaliações de possíveis contratações de provedores de serviços de nuvem. Também observa-se que o balanceamento de carga intra e entre sítios pode ser bem explorado, potencializando a obtenção de ganhos de desempenho.