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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39365

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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisorALENCAR, Fernanda Maria Ribeiro de-
dc.contributor.authorVALE, Kádna Maria Alves Camboim-
dc.date.accessioned2021-03-12T14:05:30Z-
dc.date.available2021-03-12T14:05:30Z-
dc.date.issued2020-11-27-
dc.identifier.citationVALE, Kádna Maria Alves Camboim. Analysis of dependability and sustainability requirements to support the deployment of dense data center architectures. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39365-
dc.descriptionVALE, Kádna Maria Alves Camboim também é conhecida em citações bibliográficas por: CAMBOIM, Kádna Maria Alvespt_BR
dc.description.abstractThe convergence of communication networks and the demand for storing and processing capacities of large amounts of information, especially in recent years, has driven requests for everything-as-a-service (XaaS) and has been generating, on an increasing scale, demands for new data centers (DC) infrastructures. Energy consumption per rack unit has increased due to the consolidation of spaces via server virtualization and as an effect of the density achieved by modern IT equipment. As these factors contribute to significant improvements, such as gains in availability and performance, they also contribute to global warming due to carbon dioxide (CO2) emission, one of the leading greenhouse gases. This occurs both in the production of energy, which feeds these large infrastructures, and in the consumption of the entire IT load. Given this context, we analyze dependability and sustainability requirements to support data centers’ implementation in this work. We initially performed a systematic literature review to identify possible problems in the area. We propose a set of models for power architectures and data center networks to quantify specific dependability and sustainability metrics. The proposed approach is based on the hybrid and hierarchical modeling for evaluating costs, exergy, electrical demand, efficiency, availability, reliability, etc., of the generated models. We propose energy flow models (EFM) to determine the minimum energy required for a data center project, considering the computer room (DC network). We created some scenarios to calculate the impact of environmental sustainability from raw material used in energy production. We also propose reliability block diagram (RBD) models to represent the power and network architectures of the data centers to identify the reliability importance of the components for the systems’ availability. Besides, we use parametric sensitivity analysis techniques to carry out experiments in different scenarios to identify possible bottlenecks for architectural failure. Based on the formalism of the stochastic Petri nets (SPN), we propose a maintenance policy to quantify the impact caused on the availability of the networks in the face of the variation in the mean time to failure (MTTF) and repair (MTTR) of the components. Additionally, we check if the availability achieved reaches service levels specified for data centers given their tier classifications. The set of modeling techniques used serves as a subsidy for the experiments to represent real scenarios. Thus, we can quantify essential design requirements, identifying possible vulnerabilities to the system’s failure before the implementation of a real architecture has been done.pt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectEngenharia Elétricapt_BR
dc.subjectData centerpt_BR
dc.subjectComputação em nuvempt_BR
dc.subjectAvaliação de dependabilidadept_BR
dc.subjectSustentabilidadept_BR
dc.subjectAnálise de sensibilidadept_BR
dc.subjectEficiência energéticapt_BR
dc.titleAnalysis of dependability and sustainability requirements to support the deployment of dense data center architecturespt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.advisor-coARAUJO, Jean Carlos Teixeira de-
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2817387497612302pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.leveldoutoradopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1511532484752161pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Engenharia Eletricapt_BR
dc.description.abstractxA convergência das redes de comunicação e a demanda por capacidades de armazenamento e processamento de grandes quantidades de informação, principalmente nos últimos anos, tem impulsionado as requisições de “everything-as-as-service” (XaaS) e vem gerando, em escala crescente, demandas por novas infraestruturas de data centers (DC). O consumo energético por unidade de rack têm aumentado diante da consolidação de espaços via virtualização de servidores e como efeito da densidade alcançada pelos modernos equipamentos de TI. Na proporção em que esses fatores contribuem para melhorias significativas, como ganho em disponibilidade e desempenho, por exemplo, contribuem também para o aquecimento global, devido à produção de dióxido de carbono (CO2), um dos principais gases do efeito estufa. Isso ocorre tanto na produção de energia, que alimenta essas grandes infraestruturas, quanto no consumo de toda a carga de TI. Diante desse contexto, nesse trabalho é feita a análise de requisitos de dependabilidade e sustentabilidade para apoiar a implantação de data centers. Inicialmente foi realizada uma revisão sistemática da literatura para identificação dos possíveis problemas na área. Na sequência, foi proposto um conjunto de modelos para arquiteturas de potência e de redes de data center para quantificar métricas específicas de dependabilidade e sustentabilidade. A abordagem proposta baseia-se na modelagem híbrida e hierárquica para a avaliação de custos, exergia, demanda elétrica, eficiência, disponibilidade, confiabilidade, etc., dos modelos gerados. Foram propostos os modelos de fluxo de energia (EFM) para determinar a energia mínima necessária para um projeto de data center, considerando a demanda de energia para a computer room (rede do DC). Foram criados alguns cenários para calcular o impacto da sustentabilidade ambiental diante do tipo de matéria-prima utilizada na produção de energia. Há ainda a proposta de modelos de diagramas de blocos de confiabilidade (RBD) para representar as arquiteturas de energia e de redes dos data centers a fim de identificar a importância da confiabilidade dos componentes para a disponibilidade dos sistemas. Adicionalmente, foram usadas técnicas de análise de sensibilidade paramétrica para realização de experimentos em diferentes cenários com a intenção de identificar possíveis gargalos para a falha das arquiteturas. A partir do formalismo das redes de Petri estocásticas (SPN), foi proposta uma política de manutenção para quantificar o impacto causado na disponibilidade das redes diante da variação dos tempos médios para a falha (MTTF) e reparo (MTTR) dos componentes. Complementarmente, foi verificado se a disponibilidade alcançada consegue atingir os níveis de serviços, que são especificados para os data centers dada suas classificações por camada. O conjunto de técnicas de modelagem utilizado serve de aporte para os experimentos realizados para a representação de cenários reais. Assim, torna-se possível quantificar requisitos importantes de projeto, identificando possíveis pontos de vulnerabilidades para a falha do sistema antes que a implantação de uma arquitetura real seja efetivada.pt_BR
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/2498961747789618pt_BR
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