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Title: Uma abordagem para o controle de elasticidade dinâmico voltada a sistemas cloud-network definidos por slices
Other Titles: A dynamic elasticity control approach tailored to slice-defined cloud-network systems
Authors: Lima, Alisson Patrick Medeiros de
Keywords: Cloud-network slice;5G;Network slice;Cloud slicing;Controle de elasticidade;Sofwarização;Cloudificação
Issue Date: 31-Jul-2019
Citation: LIMA, Alisson Patrick Medeiros de. Uma abordagem para o controle de elasticidade dinâmico voltada a sistemas cloud-network definidos por slices. 2019. 90f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro De Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Nesta última década, operadoras de telecomunicações têm adotado a tecnologia network slicing em seus sistemas, aplicando uma camada de virtualização sobre a infraestrutura física, permitindo fatiá-la em diferentes porções a serem disponibilizadas como serviço aos seus clientes. A softwarização e a cloudificação são tecnologias chave na arquitetura dos sistemas 5G, e habilitadores fundamentais para o aprovisionamento de network slices de forma eficiente. No entanto, a integração dessas tecnologias de forma coordenada sobre uma mesma infraestrutura virtualizada ainda se apresenta como uma tarefa desafiadora. Neste cenário, abordagens recentes visam estender o conceito de network slicing para a nuvem, na perspectiva de permitir que o slicing em infraestruturas de nuvens e redes seja orquestrado de forma coordenada, caracterizando assim os sistemas cloud-network definidos por slices. Neste novo cenário, uma abordagem eficiente para o controle da elasticidade de recursos é um fator fundamental para assegurar a utilização racional e eficiente dos recursos de redes e nuvem, garantindo assim a qualidade dos serviços oferecidos por esses sistemas, além de possibilitar uma sensível redução de gastos capitais (CAPEX) e operacionais (OPEX) desses sistemas. Enquanto o estado da arte no tema apresenta uma maioria de trabalhos que propõem uma abordagem estocástica para o controle e alocação de recursos (ex, largura de banda, CPU, memória, armazenamento em massa, e outros), neste trabalho, introduzimos um mecanismo de controle de elasticidade em sistemas cloudnetwork definidos por slices que apresenta maior eficiência na alocação de recursos em momentos críticos do sistema, principal desvantagem dos modelos estocásticos. Assim, a abordagem SLOTS (elaSticity in cLOud-neTwork Slices) proposta tem como principais características visão fim a fim em ambientes multi-domínios e conhecimento de situações críticas dirigidas por esgotamento de recursos. Um protótipo do SLOTS foi implementado e seus resultados preliminares sugerem que sua abordagem se apresenta como uma solução viável para fornecer a elasticidade de recursos em ambientes definidos por cloud-network slices em condições críticas de recursos e alta demanda.
Abstract: In the last decade, telecommunications operators have adopted network slicing technology in their systems, applying a layer of virtualization over the physical infrastructure, allowing them to be sliced into different portions to be made available as a service to their customers. Softwarisation and cloudification are key technologies in the architecture of 5G systems, and key enablers for efficiently supplying network slices. However, the integration of these technologies in a coordinated way on the same virtualized infrastructure still presents itself as a challenging task. In this scenario, recent approaches aim to extend the concept of network slicing to cloud, with the perspective of allowing slicing in cloud infrastructure and re-orchestrating in a coordinated way, thus characterizing slice-defined cloud-network systems. In this new scenario, an efficient approach to the control of resource elasticity is a fundamental factor to ensure rational and efficient use of cloud and network resources, thus guaranteeing the quality of the services offered by these systems, as well as allowing a significant reduction of capital (CAPEX) and operational (OPEX) expendidures of these systems. While the state of the art presents a great majority of works that propose a stochastic approach to the control and allocation of resources (eg, bandwidth, CPU, memory, mass storage, and others), we introduce a mechanism to elasticity control in slice-defined cloud-network systems that presents greater efficiency in the allocation of resources in critical moments of the system, main disadvantage of stochastic models. Thus, the proposed SLOTS (elaSticity in cLOud-neTwork Slices) approach has as main characteristics an end-to-end vision in multi-domain environments and the knowledge of critical situations driven by resource depletion. A SLOTS prototype was implemented and its preliminary results suggest that its approach is a viable solution to provide resource elasticity in environments defined by cloud-network slices under critical resource conditions and high demand.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27639
Appears in Collections:PPGSC - Mestrado em Sistemas e Computação

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