Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores

Descripcion y Objetivos

La computación en la niebla, una extensión de la computación en la nube hacia el borde de la red, se presenta como una solución innovadora para acercar los recursos y servicios informáticos a los usuarios finales. Esta proximidad no solo reduce la latencia, mejorando significativamente la experiencia del usuario, sino que también optimiza el uso de los recursos de red y computación. En un mundo cada vez más interconectado y dependiente de la tecnología, la capacidad de ofrecer servicios rápidos y eficientes es crucial para el desarrollo de ciudades inteligentes.

Sin embargo, la movilidad de los usuarios plantea un desafío significativo para la computación en la niebla. A medida que los usuarios se desplazan, la distancia a los servicios de niebla puede variar, afectando negativamente la latencia y, por ende, la calidad del servicio. Para mitigar este problema, la migración de servicios de niebla se propone como una estrategia viable. Esta técnica permite que los servicios se mantengan lo suficientemente cerca de los usuarios móviles, asegurando una experiencia de usuario consistente y de alta calidad.

El objetivo principal de este trabajo fin de grado es estudiar y evaluar las prestaciones de un entorno de computación en la niebla para ciudades inteligentes, específicamente en el contexto de dispositivos móviles. Para ello, se utilizarán técnicas de simulación que permitan analizar cómo la migración de servicios de niebla puede mejorar la calidad del servicio para usuarios móviles.

Se pretende investigar cómo la infraestructura de computación en la niebla puede adaptarse a diferentes patrones de movilidad y requisitos de calidad de servicio. Esto incluye la evaluación de la latencia, el rendimiento y la fiabilidad en escenarios con usuarios que presentan diversas características de movilidad, como rutas y velocidades variables. Además, se analizará la frecuencia de migración de los servicios de niebla y cómo esta puede ajustarse en función de los patrones de movilidad de los usuarios.

 

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, se llevará a cabo una evaluación experimental utilizando simulaciones que replicarán un entorno de ciudad inteligente con dispositivos móviles. A priori se definen las siguientes fases:

• Estudio de las tecnologías a emplear y conceptos básicos: computación en la niebla, virtualización de contenedores, estrategias de gestión y migración de recursos.
• Estudio de simuladores para entornos de computación en la niebla (i.e.: iFogSim o MobFogSim).
• Diseñar e implementar escenarios en la niebla móviles usando el simulador.
• Modelado y despliegue de distintas estrategias de migración de contenedores.
• Evaluación de cómo impacta la movilidad de los usuarios y la migración de contenedores en estos entornos (i.e.: latencia, rendimiento del servicio).
• Redacción de la memoria

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.
• [IC7] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos.
• [IC8] Capacidad para diseñar, desplegar, administrar y gestionar redes de computadores.

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Medios a utilizar

• PC o portátil disponibles en el i3a.
• Todo el trabajo se desarrollará con software de código abierto

 

Bibliografía

Código GitHub del simulador iFogSim. Disponible en: 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.

Código GitHub del simulador MobFogSim. Dsiponilbe en: GitHub - diogomg/MobFogSim: MobFogSim - Simulation of Mobility and Migration for Fog Computing

Bermbach, D., Pallas, F., Pérez, D. G., Plebani, P., Anderson, M., Kat, R., & Tai, S. (2018). A research perspective on fog computing. In Service-Oriented Computing–ICSoC 2017 Workshops: ASOCA, ISyCC, WESOACS, and Satellite Events, Malaga, Spain, November 13–16, 2017, Revised Selected Papers (pp. 198-210). Springer International Publishing.

Carlo Puliafito, Diogo M. Gonçalves, Márcio M. Lopes, Leonardo L. Martins, Edmundo Madeira, Enzo Mingozzi, Omer Rana, Luiz F. Bittencourt, MobFogSim: Simulation of mobility and migration for fog computing, Simulation Modelling Practice and Theory, Volume 101, 2020, 102062, ISSN 1569-190X, https://doi.org/10.1016/j.simpat.2019.102062.

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