English

CIn - Centro de Informática UFPE




Eventos Relacionados

Defesa de Dissertação de Mestrado Profissional Nº 261: "Avaliação de um modelo para o gerenciamento de recursos em dispositivos IoT usando Virtualização Baseada em Contêineres e SDN."

O aluno Evaristo Marcos de Quadros Junior irá defender sua pesquisa no dia 10 de julho, às 13h, na Sala de Reunião E403 Início: 10/07/2017 às 13:00 Término: 10/07/2017 às 00:00 Local: Sala de Reunião E403/E404

Pós-Graduação em Ciência da Computação    CIn / UFPE
Defesa de Dissertação de Mestrado Profissional Nº 261

Aluno : Evaristo Marcos de Quadros Junior
Orientador : José Augusto Suruagy Monteiro
Título : Avaliação de um modelo para o gerenciamento de recursos em dispositivos IoT usando Virtualização Baseada em Contêineres e SDN.

Data : 10/07/2017
Horário: 13:00
Local: Sala de Reunião E403/E404

Banca :
1º Examinador Paulo André da Silva Gonçalves (CIn/UFPE)
2º Examinador: André Castelo Branco Soares (UFPI)
3º Examinador: Jose Augusto Suruagy Monteiro (CIn/UFPE)

Resumo:
A Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) é um paradigma onde objetos do dia a dia são equipados com capacidades como identificação, sensoriamento, conectividade e processamento. Este conceito está cada vez mais presente em nosso mundo, e novos dispositivos desta categoria são conectados diariamente, tanto em redes residenciais, comerciais e acadêmicas. O provisionamento e configuração dos recursos de tais dispositivos é desafiador em ambientes de larga escala, sendo muitas vezes desejável, que se tenha uma arquitetura semelhante no dispositivo da ponta e no data center. Para contornar esta situação, este trabalho propõe a utilização de conceitos já comuns em um ambiente de servidores, em dispositivos IoT. É sabido que a virtualização resolveu vários desafios em infraestruturas convencionais. A virtualização por contêineres, tem como característica ser muito mais leve do que a virtualização usando hypervisors, tendo se mostrado um candidato a revolucionar IoT, assim como os hypervisors revolucionaram arquiteturas tradicionais. Desta forma, o modelo propõe o uso de um gerente de configuração em conjunto com um mecanismo de contêineres e um switch virtual. Com isso, busca-se tornar o gerenciamento destes dispositivos mais flexível, facilitando a realocação e otimização dos recursos em uma implementação IoT. O objetivo do trabalho foi avaliar o comportamento de dispositivos comumente usados em IoT, quando submetidos ao modelo proposto. Os experimentos tiveram maior ênfase no comportamento de rede, buscando considerar métricas importantes para determinar o seu desempenho, como o atraso introduzido e a taxa de transferência efetiva do sistema. Também foram realizadas medições de uso dos recursos de processamento e memória, antes e após a introdução dos softwares utilizados no modelo. As medições foram feitas implementando um ambiente de testes, usando três gerações de uma plataforma bastante utilizada na prototipação de aplicações IoT, o Raspberry Pi. Para o mecanismo de conteinerização foi usado o Docker. O Open vSwitch foi usado como habilitador SDN, estabelecendo maior controle no tráfego de rede entre contêineres. Os resultados experimentais referentes a implementação completa da pilha de camadas introduzidas, demonstraram que a utilização do gerente de configuração e do mecanismo de contêiner, tiveram pouca influência no desempenho de rede dos dispositivos. A introdução do switch virtual foi pouco significativa quando usado protocolos sem criptografia para fazer o tunelamento da conexão das redes virtuais. Adicionando uma camada IPsec, a degradação de desempenho ficou bastante evidente no Raspberry de primeira geração, atingindo uma taxa de transferência efetiva em torno de 25% do valor medido como referência. A segunda geração apresentou desempenho superior, mas ainda em torno de 50%. Já a terceira geração do dispositivo, mostrou desempenho superior a 90% do valor da taxa de referência. Mesmo com desempenho inferior no hardware mais restrito, o throughput resultante ainda é suficiente para muitas aplicações IoT. Tais resultados evidenciaram a evolução apresentada no hardware e demonstram a real possibilidade de aplicação. Apesar da interferência no desempenho com as camadas adicionadas, o uso das tecnologias envolvidas proporciona benefícios adicionais, dentre as quais pode-se citar uma maior facilidade no gerenciamento em implementações de larga escala, maior automação, escalabilidade facilitada, isolamento e configuração dinâmica do tráfego de rede, e otimização no compartilhamento de recursos de hardware.

 

Palavras-chaves: internet das coisas, virtualização baseada em contêineres, gerenciamento de configuração, redes definidas por software.
  • © Centro de Informática UFPE - Todos os direitos reservados
    Tel +55 81 2126.8430 - Cidade Universitária - 50740-560 - Recife/PE
Plano4 Consultoria Web