Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores

Descripcion y Objetivos

La computación en la niebla (fog computing) surge como un complemento a la computación en la nube (cloud computing), acercando los recursos de cómputo y almacenamiento a los datos allí donde se generan. Esto permite reducir los tiempos de respuesta y el ancho de banda de la red. Un aspecto crítico para optimizar el rendimiento de estos sistemas distribuidos es la gestión eficiente de sus recursos. 

Las técnicas de aprendizaje automático, que incluyen algoritmos y modelos que permiten a las máquinas aprender y mejorar a partir de datos, se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones para optimizar procesos y tomar decisiones. Estas técnicas también pueden emplearse para optimizar la planificación de recursos en sistemas de computación en la niebla. Este Trabajo Fin de Grado (TFG) evaluará el impacto de diversas técnicas de gestión de recursos en términos de latencia, congestión de red, consumo de energía y costos. Para ello, se extenderá la funcionalidad de iFogSim, un simulador avanzado que permite modelar y simular entornos de Internet de las Cosas (IoT) y fog computing. 

El objetivo general de este TFG es evaluar el rendimiento de escenarios de uso basados en IoT, cuando se emplean algoritmos de gestión de recursos basados en el aprendizaje automático. Para ello, se utilizará y extenderá la funcionalidad del simulador de código abierto iFogSim.

 

 

Metodología y Competencias

Para el desarrollo de este TFG se hará uso de una metodología ágil. Se mantendrán reuniones quincenales con los tutores para el correcto seguimiento y retroalimentación del trabajo. 

En cuanto al plan de trabajo, a priori se definen las siguientes fases: 

• Estudio de las tecnologías relacionadas con el TFG: computación fog/cloud, algoritmos de aprendizaje automático, Internet of things. 
• Estudio del funcionamiento del simulador iFogSim. 
• Desarrollo e implementación de nuevos algoritmos de planificación basados en machine learning. 
• Evaluación de prestaciones de los algoritmos implementados en escenarios IoT 

Las competencias que se aplican en el caso de la Tecnología de Ingeniería de Computadores son: 

[IC3] Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo plataformas paralelas y distribuidas, así como desarrollar y optimizar software para las mismas. 

[IC4] Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones. 

[IC7] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos. 
 

 

Medios a utilizar

Simulador de código abierto iFogSim 

IDE eclipse 

Ordenador personal 

 

Bibliografía

• iFogSim tutorial. Disponible en GitHub: GitHub - Cloudslab/iFogSimTutorials: A tutorial on iFogSim. It contains simulation source codes of the example scenarios and placement policies discussed in "Modelling and Simulation of Fog and Edge Computing Environments using iFogSim Toolkit" [accedido 8/102024]

• Código del simulador iFogSim2 disponible en GitHub. url: GitHub - Cloudslab/iFogSim: The iFogSimToolkit (with its new release iFogSim2) for Modeling and Simulation of Resource Management Techniques in Internet of Things, Edge and Fog Computing Environments. In the new release Mobili Management, Microservice Management, and Dynamic Clustering mechanisms are added as new features. [accedido 8/102024]

• PSO-FCFS-ShedulingTasksAlgorithms-IoT-iFogSim, GitHub - bbaktech/PSO-FCFS-ShedulingTasksIoT-iFogSim-: architecture and code for PSO Genetic Scheduling Algorithm  [accedido 8/102024]

• Redowan Mahmud, Samodha Pallewatta, Mohammad Goudarzi, and Rajkumar Buyya, iFogSim2: An Extended iFogSim Simulator for Mobility, Clustering, and Microservice Management in Edge and Fog Computing Environments, Journal of Systems and Software (JSS), Volume 190, Pages: 1-17, ISSN:0164-1212, Elsevier Press, Amsterdam, The Netherlands, August 2022. 

• Awaisi, K. S., Abbas, A., Khan, S. U., Mahmud, R., & Buyya, R. Simulating Fog Computing Applications using iFogSim Toolkit. In Mobile Edge Computing, pp. 565-590. 2021 Springer, Cham. 

• Redowan Mahmud and Rajkumar Buyya, Modelling and Simulation of Fog and Edge Computing Environments using iFogSim Toolkit, Fog and Edge Computing: Principles and Paradigms, R. Buyya and S. Srirama (eds), 433-466pp, ISBN: 978-111-95-2498-4, Wiley Press, New York, USA, January 2019. 

• Harshit Gupta, Amir Vahid Dastjerdi , Soumya K. Ghosh, and Rajkumar Buyya, iFogSim: A Toolkit for Modeling and Simulation of Resource Management Techniques in Internet of Things, Edge and Fog Computing Environments, Software: Practice and Experience (SPE), Volume 47, Issue 9, Pages: 1275-1296, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, September 2017.