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Planejamento de infraestrutura de nuvens computacionais para serviço de VoD streaming considerando desempenho, disponibilidade e custo

O paradigma da computação em nuvem vem sendo amplamente utilizado ao longo dos últimos anos devido às características de provisionamento de recursos de forma escalável, que permitem uma gestão equilibrada dos recursos de acordo com a demanda. Em função das vantagens desse modelo computacional, empre...

Full description

Main Author: DANTAS, Jamilson Ramalho
Other Authors: MACIEL, Paulo Romero Martins
Format: doctoralThesis
Language: por
Published: Universidade Federal de Pernambuco 2019
Subjects:
Ciência da computação
Computação em nuvem
Online Access: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29989
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id ir-123456789-29989
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spelling ir-123456789-299892019-10-26T03:46:15Z Planejamento de infraestrutura de nuvens computacionais para serviço de VoD streaming considerando desempenho, disponibilidade e custo DANTAS, Jamilson Ramalho MACIEL, Paulo Romero Martins http://lattes.cnpq.br/5655706091153128 http://lattes.cnpq.br/8382158780043575 Ciência da computação Computação em nuvem O paradigma da computação em nuvem vem sendo amplamente utilizado ao longo dos últimos anos devido às características de provisionamento de recursos de forma escalável, que permitem uma gestão equilibrada dos recursos de acordo com a demanda. Em função das vantagens desse modelo computacional, empresas que oferecem serviços na internet acabam optando por adotar a computação em nuvem como alicerce da infraestrutura computacional, de forma a garantir o bom funcionamento dos serviços oferecidos. Desta forma, este trabalho apresenta uma solução integrada composta por modelos de desempenho, disponibilidade e custo, além de um mecanismo para avaliação de espaço de projeto de infraestruturas de nuvem computacionais. O mecanismo de avaliação de espaço de projeto é baseado na metaheurística GRASP para geração de cenários de infraestruturas de nuvens privadas. Os modelos de disponibilidade e disponibilidade orientada à capacidade (COA), baseiam-se em modelos RBDs e CTMCs para avaliação e geração de fórmulas matemáticas fechadas. Esses modelos permitem a avaliação da disponibilidade e COA para uma infraestrutura de nuvem considerando n possíveis combinações de máquinas físicas para infraestruturas de nuvens privadas com j máquinas virtuais. Os modelos de desempenho são baseados em redes de Petri estocásticas. O modelo de desempenho permite a avaliação do tempo de resposta das configurações de infraestruturas de nuvens computacionais. Os modelos de custo são baseados em equações fechadas e baseiam-se, apenas, nos custos de aquisições de máquinas físicas, para infraestrutura privada e custos de aquisição de máquinas virtuais, considerando infraestrutura de nuvem pública. Cinco estudos de caso são apresentados para aplicação da solução proposta. O primeiro estudo de caso apresenta uma avaliação de disponibilidade para a plataforma de nuvem privada EUCALYPTUS, considerando diferentes configurações de cenário de avaliação. O segundo estudo de caso considera a avaliação de disponibilidade por meio de uma equação genérica fechada considerando combinações de máquinas físicas em uma nuvem privada. Esse estudo de caso possibilita a validação do estudo proposto por meio de arquiteturas semelhantes através da modelagem CTMC. O terceiro estudo de caso considera um modelo de desempenho para avaliação do tempo de resposta da infraestrutura de nuvem privada para a plataforma EUCALYPTUS. O quarto estudo de caso considera a validação do modelo de desempenho através de experimentos específicos em ambientes reais. O quinto estudo de caso apresenta a junção dos modelos apresentados nos estudos de caso anteriores para geração de infraestruturas candidatas em relação à arquitetura de nuvem privada. Considera-se, então, a metaheurística GRASP como objeto avaliativo na seleção de soluções. FACEPE Cloud computing paradigm has been widely used over the last years due to the scalable resource provisioning features, allowing for a balanced management of resources according to the demand. According to the advantages of this computer model, companies offering services on the Internet prefer to choose the cloud computing as the basis of computing infrastructure, to ensure the proper functioning of the offered services. In this way, this work presents an integrated solution composed of performance, availability and cost models, as well as a mechanism for evaluating the space of computational cloud infrastructure design. The project space evaluation mechanism is based on the GRASP metaheuristic for generating private cloud infrastructure scenarios. The steady-state availability and capacity-oriented availability (COA) models are based on RBDs and CTMCs for evaluation and generation of closed mathematical functions. These models allow assessment of steadystate availability and COA for a cloud infrastructure considering n possible combinations of physical machines for private cloud infrastructures with j virtual machines. The performance models are based on stochastic Petri nets. The performance model allows the evaluation of the response time of the computational cloud infrastructure configurations. The cost models are based on closed-form equations and are based only on the costs of physical machine acquisitions, considering a private infrastructure, and virtual machine acquisition costs, considering public cloud infrastructure. Five case studies are performed to the application of the proposed solution. The first case study presents an availability assessment for the private cloud platform EUCALYPTUS, considering different configurations of the evaluation scenario. The second case study considers the availability assessment using a closed generic equation considering combinations of physical machines in a private cloud. This study allows a validation method through similar architectures using CTMC modeling. The third case study considers a performance model for assessing the response time of the private cloud infrastructure for the EUCALYPTUS platform. The fourth case study considers the validation of the performance model through specific experiments in real environments. The fifth case study shows the combination of the models presented in the previous studies for the generation of candidate infrastructures in relation to the private cloud architecture. GRASP metaheuristic is considered as an evaluative object in the selection of solutions. 2019-04-02T20:36:30Z 2019-04-02T20:36:30Z 2018-03-02 doctoralThesis https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29989 por openAccess Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal de Pernambuco UFPE Brasil Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
institution REPOSITORIO UFPE
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DANTAS, Jamilson Ramalho
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