Mobility-aware software-defined service-centric networking for service provisioning in urban environments [recurso eletrônico] = Redes definidas por software, orientadas a serviços e cientes da mobilidade para provisão de serviços em ambientes urbanos
Diego Oliveira Rodrigues
TESE
Inglês
T/UNICAMP R618m
[Redes definidas por software, orientadas a serviços e cientes da mobilidade para provisão de serviços em ambientes urbanos]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (154 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Leandro Aparecido Villas
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Universidade de Berna, Suíça
Resumo: Aplicações disruptivas para dispositivos móveis, como Internet das Coisas, Veículos Conectados e Autônomos, Mídia Imersiva, entre outras, possuem requisitos que não podem ser atendidos pelo atual paradigma de Cloud Computing. Esses requisitos não atendidos trazem a necessidade de implantar...
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Resumo: Aplicações disruptivas para dispositivos móveis, como Internet das Coisas, Veículos Conectados e Autônomos, Mídia Imersiva, entre outras, possuem requisitos que não podem ser atendidos pelo atual paradigma de Cloud Computing. Esses requisitos não atendidos trazem a necessidade de implantar arquiteturas de computação geograficamente distribuídas, como Fog e Mobile Edge Computing. No entanto, trazer recursos computacionais mais próximo dos usuários tem seus custos. Um exemplo de custo é a complexidade introduzida pelo gerenciamento da mobilidade dos dispositivos na borda da rede. Essa mobilidade pode levar a problemas como a interrupção da comunicação com instâncias de serviço hospedadas na borda ou o aumento da latência de comunicação durante eventos de mobilidade na rede, como por exemplo o handover. Esses problemas, causados pela falta de soluções de gerenciamento de serviços com cientes da mobilidade dos usuários, resultam na degradação do provisionamento de serviços na borda. A presente tese propõe uma série de protocolos e algoritmos para lidar com a mobilidade de usuários e serviços na borda da rede. A mobilidade do usuário é caracterizada quando o usuário muda de ponto de acesso de redes sem fio, enquanto a mobilidade de serviço ocorre quando os serviços precisam ser provisionados de diferentes hosts. Esses algoritmos e protocolos compõe uma solução para orquestração de serviço sensível à mobilidade baseada em ICN que é executada por meio de SDN. Esta solução aborda três problemas relacionados a mobilidade do usuário na borda: (i) suporte proativo para eventos de mobilidade do usuário, (ii) gerenciamento de endereçamento de instâncias de serviço e (iii) gerenciamento distribuído de dados de estado de aplicações. Em (i), foi proposto um esquema proativo de handover baseado em SDN. Em (ii), foi proposta uma estratégia de endereçamento ICN para remover a necessidade de atualização de endereços após eventos de mobilidade de serviço. Finalmente, em (iii), foi proposto um arcabouço baseado em grafos para posicionamento de dados de estado de aplicações na rede que considera mobilidade do usuário e latência. Os protocolos e algoritmos propostos nesta tese foram comparados com diferentes abordagens da literatura por meio de simulações. Nossos resultados mostram que a solução proposta pode reduzir a interrupção do serviço e a latência na presença de eventos de mobilidade de usuários e serviços, mantendo um custo razoável em termos de mensagens de controle enviadas na rede pelo controlador SDN
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Abstract: Disruptive applications for mobile devices, such as the Internet of Things, Connected and Autonomous Vehicles, Immersive Media, and others, have requirements that the current Cloud Computing paradigm cannot meet. These unmet requirements bring the necessity to deploy geographically...
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Abstract: Disruptive applications for mobile devices, such as the Internet of Things, Connected and Autonomous Vehicles, Immersive Media, and others, have requirements that the current Cloud Computing paradigm cannot meet. These unmet requirements bring the necessity to deploy geographically distributed computing architectures, such as Fog and Mobile Edge Computing. However, bringing computing close to users has its costs. One example of cost is the complexity introduced by the management of the mobility of the devices at the edge. This mobility may lead to issues, such as interruption of the communication with service instances hosted at the edge or an increase in communication latency during mobility events, e.g., handover. These issues, caused by the lack of mobility-aware service management solutions, result in degradation in service provisioning. The present thesis proposes a series of protocols and algorithms to handle user and service mobility at the edge of the network. User mobility is characterized when user change access points of wireless networks, while service mobility happens when services have to be provisioned from different hosts. It assembles them in a solution for mobility-aware service orchestration based on ICN and runs on top of SDN. This solution addresses three issues related to handling user mobility at the edge: (i) proactive support for user mobility events, (ii) service instance addressing management, and (iii) distributed application state data management. For (i), we propose a proactive SDN-based handover scheme. For (ii), we propose an ICN addressing strategy to remove the necessity of updating addresses after service mobility events. For (iii), we propose a graph-based framework for state data placement in the network nodes that accounts for user mobility and latency requirements. The protocols and algorithms proposed in this thesis were compared with different approaches from the literature through simulation. Our results show that the proposed solution can reduce service interruption and latency in the presence of user and service mobility events while maintaining reasonable overhead costs regarding control messages sent in the network by the SDN controller
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Villas, Leandro Aparecido, 1983-
Orientador
Cerqueira, Eduardo Coelho, 1979-
Avaliador
Madeira, Edmundo Roberto Mauro, 1958-
Avaliador
Meneguette, Rodolfo Ipolito, 1984-
Avaliador
Venâncio Neto, Augusto José
Avaliador
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Diego Oliveira Rodrigues
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