Planejamento de infraestruturas de mobile cloud computing baseado em modelos estocásticos

Abstract

A academia e a indústria têm demonstrado que os recursos limitados dos dispositivos móveis podem ser complementados por recursos virtualizados em uma infraestrutura de computação em nuvem, surgindo assim um novo paradigma chamado mobile cloud computing (MCC). Embora esta solução expanda substancialmente a capacidade de tais dispositivos, também impõe uma dependência em tempo integral de conexão de Internet sem fio. Além disso, problemas como o esgotamento da carga da bateria, falhas de dispositivos móveis, instabilidade das redes sem fio, bugs de aplicativos e interrupções no serviço da nuvem podem representar obstáculos na expansão da mobile cloud computing, uma vez que tais problemas podem resultar no mal fornecimento do serviço da MCC. Modelos estocásticos hierárquicos são adequados para descrever de forma concisa o funcionamento de uma infraestrutura de MCC, lidando com o grande número de componentes que constituem esse tipo de sistema. Sendo um paradigma tão recente, poucos esforços foram feitos para identificar os impactos destes tipos de falhas sobre o funcionamento do sistema. Desta forma, esta tese provê modelos estocásticos para o planejamento de infraestruturas de mobile cloud computing. Esta abordagem foca especialmente no impacto de alguns fatores sobre a disponibilidade e confiabilidade do sistema, tais como: arquiteturas distintas de mobile cloud computing; características de protocolos de comunicação; componentes críticos dos dispositivos móveis, como a bateria; e o comportamento dos softwares envolvidos. A avaliação adotada é baseada em modelos heterogêneos hierárquicos e se concentra em métricas como a disponibilidade em estado estacionário, confiabilidade, downtime, probabilidade de conectividade, tempo médio de vida da bateria, e os custos de implantação e provisionamento da infraestrutura de nuvem. Os experimentos realizados fornecem subsídios aos parâmetros de entrada dos modelos aqui propostos. Além disso, ferramentas de software foram desenvolvidas para auxiliar na condução de tais experimentos. Os modelos propostos permitem realizar comparações entre diferentes formas de implantação de mobile cloud computing, assim como planejar ajustes na infraestrutura de hardware e software com o intuito de garantir níveis de serviço satisfatórios.