Infraestrutura para operações de Offloading computacional em ambiente integrado Cloudlet-SDN com suporte a mobilidade

Abstract

Apesar da grande evolução tecnológica nos hardwares dos dispositivos móveis e nas redes sem fio, ainda existem grandes limitações nesses dispositivos em termos de processamento, capacidade de armazenamento e autonomia de energia, quando comparados aos desktops e servidores. O paradigma de Computação em Nuvem Móvel (MCC – Mobile Cloud Computing) permite estender os recursos computacionais dos dispositivos móveis através da utilização das técnicas de offloading computacional possibilitando um melhor desempenho as aplicações e uma redução no consumo das baterias dos dispositivos. Entretanto, a técnica de offloading nem sempre traz benefícios para o dispositivo móvel em situações de constante mobilidade do usuário, já que cada mudança de rede requer que o processo de offloading seja refeito. Esta dissertação propõe uma solução para otimizar o consumo de energia e o tempo de resposta durante as operações de offloading computacional quando o dispositivo muda de ponto de acesso. A proposta considera um esquema de gerenciamento de mobilidade baseado em Software Defined Networking (SDN) e técnica de caching remoto, que permite ao usuário receber o resultado do offloading no próximo acesso à rede, mesmo que esse fique desconectado por um longo período. A solução foi implementada em um testbed WiFi, com acesso ao ambiente MCC utilizando cloudlet baseada na plataforma OpenStack e integrada ao controlador SDN OpenDaylight. O consumo de energia obtido pela proposta que utiliza SDN/OpenFlow para o gerenciamento de mobilidade chegou a ser 11,33 vezes menor e a velocidade de processamento foi 3,23 vezes maior que do ambiente tradicional. O sistema de caching remoto, apesar de se mostrar útil em relação à rápida entrega dos resultados já processados, elevou consideravelmente o consumo de energia da bateria. A técnica de caching remoto é indicada para os casos nos quais a aplicação envia à cloudlet um grande volume de dados para ser processado e o nível da bateria do dispositivo encontra-se em estado não crítico ou quando o usuário enfrenta um longo período sem comunicação com a cloudlet.