MLOOF: Arcabouço de descarregamento de processamento multi-nível

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Leandro Noman Ferreira
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36532
Resumo: O termo offloading indica a ação de se alterar o local de processamento de uma atividade computacional. Os objetivos de se usar offloading são reduzir o tempo de processamento de aplicativos, diminuir o consumo energético dos dispositivos e eventualmente possibilitar execução de tarefas que não seriam possíveis em dispositivos de recursos reduzidos. Este trabalho apresenta um arcabouço de offloading chamado MLOOF (Multi-Level Online Offloading Framework). O MLOOF possui uma arquitetura de três camadas composta pelos dispositivos, cloudlets (servidores intermediários) e servidores na nuvem. A adição das cloudlets possibilita o aumento da vazão da rede e a redução da latência entre dispositivo e servidor por estarem próximas aos dispositivos. O código rodando no dispositivo possui um motor de decisão que escolhe, ao iniciar um método, onde o método deve ser executado, se em um dos servidores ou localmente. A decisão leva em consideração previsões de tempo de processamento nos diferentes ambientes de execução e consumo energético do próprio dispositivo. O sistema foi avaliado de forma experimental em um ambiente semi-controlado, utilizando um testbed e servidores dedicados na nuvem, e utilizando um simulador. Os resultados apontam que a estratégia do arcabouço de offloading em três níveis consegue atingir os objetivos de redução de tempo de processamento e de consumo de energia, trazendo grandes ganhos, principalmente quando utilizado por dispositivos com menos recursos. Nos testes realizados, o tempo de execução utilizando as cloudlets chega a ser 49% menor do que a execução na nuvem e o consumo energético ao executar o código remotamente se mantém constante, enquanto que ao executar localmente o consumo é exponencial.
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A adição das cloudlets possibilita o aumento da vazão da rede e a redução da latência entre dispositivo e servidor por estarem próximas aos dispositivos. O código rodando no dispositivo possui um motor de decisão que escolhe, ao iniciar um método, onde o método deve ser executado, se em um dos servidores ou localmente. A decisão leva em consideração previsões de tempo de processamento nos diferentes ambientes de execução e consumo energético do próprio dispositivo. O sistema foi avaliado de forma experimental em um ambiente semi-controlado, utilizando um testbed e servidores dedicados na nuvem, e utilizando um simulador. Os resultados apontam que a estratégia do arcabouço de offloading em três níveis consegue atingir os objetivos de redução de tempo de processamento e de consumo de energia, trazendo grandes ganhos, principalmente quando utilizado por dispositivos com menos recursos. Nos testes realizados, o tempo de execução utilizando as cloudlets chega a ser 49% menor do que a execução na nuvem e o consumo energético ao executar o código remotamente se mantém constante, enquanto que ao executar localmente o consumo é exponencial.The term offloading indicates the action of changing the processing location of a computational activity. The purpose of using offloading is to reduce the processing time of applications, reduce the power consumption of the devices and eventually enable the execution of tasks that would not be possible on devices with reduced resources. This work presents an offloading framework called MLOOF (Multi-Level Online Offloading Framework). MLOOF has a three-level architecture composed of devices, cloudlets (intermediate servers) and cloud servers. The addition of cloudlets makes it possible to increase network throughput and reduce latency between device and server as they are closer to the devices. The code running on the device has a decision engine that chooses, when starting a method, where the method should be executed, whether on one of the servers or locally. The decision takes into account processing time prediction in the different execution environments and energy consumption of the device. The system was evaluated experimentally in a semi-controlled environment, using a testbed and dedicated servers in the cloud, and using a simulator. The results show that the three-level offloading framework strategy achieves the goals of reducing processing time and energy consumption, bringing great gains, especially when used by devices with less computational resources. In our experiments, the execution time using the cloudlets is up to 49% less than the execution on the cloud and the energy consumption when executing the code remotely remains constant, while when executing locally the consumption is exponential.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUFMGBrasilICX - DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessComputação – TesesInternet das coisas – TesesSistemas de comunicação móvel – TesesComputação em nuvem - TesesComputaçãoInternet das coisasSistemas de comunicação móvelComputação em nuvemMLOOF: Arcabouço de descarregamento de processamento multi-nívelMLOOF: Multi-level online offload frameworkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36532/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52ORIGINALDissertacao_Leandro_Noman_Ferreira_final.pdfDissertacao_Leandro_Noman_Ferreira_final.pdfapplication/pdf2318047https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36532/4/Dissertacao_Leandro_Noman_Ferreira_final.pdf6961ec81feb7b390730aeb178c3815cdMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36532/5/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD551843/365322021-06-21 23:10:31.035oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-06-22T02:10:31Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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