Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores
Tecnologías de la Información

Descripcion y Objetivos

Multi-Access Edge Computing (MEC)[1] ha revolucionado y transformado las redes móviles, ofreciendo servicios de computación de baja latencia. Sin embargo, su despliegue trae consigo un consumo energético elevado, con sus consiguientes emisiones de carbono. Por ello es necesario analizar el impacto de su despliegue y diseñar estrategias que reduzcan dicho consumo. Para facilitar dicho desarrollo, surge MintEDGE [2,3], un entorno de simulación de arquitecturas MEC centradas en la energía.

MintEDGE es modular, permitiendo a los investigadores cambiar el comportamiento de cualquier parte de la red para investigar múltiples estrategias de ahorro energético. Todos los componentes que modelan elementos de la infraestructura en MintEDGE pueden incorporar modelos de energía, que calculan el consumo energético durante la simulación. No obstante, existen diferentes modelos de energía que pueden incorporarse y que, en función del foco de la investigación, se adaptan mejor a diferentes situaciones. Por defecto, MintEDGE incorpora modelos lineales tanto para los servidores Edge como para los enlaces del backhaul que conectan estaciones base 5G y servidores. Esto es útil para estudios relacionados con la energía de los servidores, pero, no obstante, modelos no lineales pueden ser más adecuados para estudiar el consumo energético del backhaul [4].

Por ello, el objetivo de este TFG es que el estudiante comprenda la arquitectura MEC de ETSI, su impacto medioambiental, la estructura de MintEDGE y los modelos de energía lineales que incorpora. A partir de ellos, el estudiante debe desarrollar un modelo de energía no lineal para MintEDGE. Tras esto, el estudiante simulará diferentes tipos de enlaces y comparará los resultados de los modelos lineales y no lineales.

 

Metodología y Competencias

Se llevarán a cabo reuniones periódicas semanales/bisemanales en las que se hará un control del progreso del siguiente plan de trabajo:

- Revisión de los conceptos básicos sobre Multi-access Edge Computing y consumo energético.

- Revisión del estado del arte y otros trabajos relacionados en la literatura.

- Análisis de MintEDGE y su arquitectura.

- Desarrollo de un modelo de energía no lineal.

- Evaluación de rendimiento.

- Escritura de la memoria.

Las competencias desarrolladas a lo largo de este proyecto 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.

- [IC5] Capacidad de analizar, evaluar y seleccionar las plataformas hardware y software más adecuadas para el soporte de aplicaciones empotradas y de tiempo real.

- [TI2] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.

- [TI4] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar y gestionar redes e infraestructuras de comunicaciones en una organización.

- [CO5] Conocimiento, administración y mantenimiento sistemas, servicios y aplicaciones informáticas.

- [CO9] Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman.

- [CO14] Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real.

- [CO16] Conocimiento y aplicación de los principios, metodologías y ciclos de vida de la ingeniería de software.

 

Medios a utilizar

Todos los recursos software que se utilizan para la realización de este TFG tales como entornos, librerías, etc., así como el propio simulador MintEDGE, son de libre disposición.

 

Bibliografía

[1] ETSI. MEC 003 – V3.1.1 – Multi-access Edge Computing (MEC); Framework and Reference Architecture

[2] B. Gómez, S. Bayhan, E. Coronado, J. Villalón, A. Garrido, “MintEDGE: Multi-tier Simulator for Energy-aware Strategies in Edge Computing,” Proc. of ACM Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, 2023. Madrid, Spain. DOI: 10.1145/3570361.3615727

[3] B. Gómez, E. Coronado, J. Villalón, A. Garrido, “Energy-Focused Simulation of Edge Computing Architectures in 5G networks,” The Journal of Supercomputing, Vol. 80, 2024, pp. 12564-12584. DOI: 10.1007/s11227-024-05926-z

[4] Romain Jacob, Jackie Lim, and Laurent Vanbever. 2023. Does rate adaptation at daily timescales make sense?  Proc. of the 2nd Workshop on Sustainable Computer Systems (HotCarbon '23). DOI: 10.1145/3604930.3605713