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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2013.tde-04112014-104303
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo Carneiro do Amaral
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Carvalho, Tereza Cristina Melo de Brito (Presidente)
Camargo Júnior, João Batista
Schweitzer, Christiane Marie
Título em português
REASoN - avaliação de confiabilidade e disponibilidade em redes de computadores sustentáveis.
Palavras-chave em português
Confiabilidade
Disponibilidade
Eficiência energética
Gerenciamento de rede baseado em políticas
Redes de Computadores
Sustentabilidade
Resumo em português
Redes de computadores orientadas à sustentabilidade ou eficientes energeticamente têm a capacidade de adaptar dinamicamente os modos de consumo de energia dos seus dispositivos de acordo com a demanda do tráfego da rede. Por exemplo, colocar no estado dormente os dispositivos que estão abaixo de um nível de utilização predeterminado, considerado de baixa carga. Neste cenário, existem novos desafios no que diz respeito ao modo como confiabilidade e disponibilidade da rede são avaliadas. O cálculo de confiabilidade e disponibilidade é comumente realizado através das técnicas de cadeia de Markov, ou Conjuntos-Conexos e Conjuntos-Desconexos. Porém, tradicionalmente, estas técnicas são baseadas em valores estáticos e não levam em consideração as mudanças dinâmicas que são inseridas no contexto de redes sustentáveis. Desta forma, este trabalho tem como principais objetivos prover um método capaz de avaliar o impacto na confiabilidade ou disponibilidade da rede, quando alguns dispositivos são colocados e tirados de modos de economia de energia, e apresentar a relação de compromisso entre economia de energia, confiabilidade e disponibilidade da rede. O método proposto, chamado REASoN, é uma composição dos dois métodos supracitados, que foram estendidos de forma a considerar no cálculo a dinamicidade dos ajustes dos níveis de energia. Para fins de avaliação, o trabalho realiza um cálculo numérico empregando o método REASoN, em que foi avaliada a confiabilidade dos dispositivos quando colocados no estado dormente. Os impactos de operações de eficiência energética nas métricas de confiabilidade são expressos como mudanças na quinta casa decimal da confiabilidade da rede como 52 minutos de inatividade de componentes da rede e na quarta casa decimal da disponibilidade com 8h de inatividade. Para uma empresa de transações bancárias, 8h de inatividade pode significar R$ 1 bilhão de perda. O trabalho analisa, também, a implementação do REASoN dentro do contexto de um sistema de gerenciamento de rede orientado a sustentabilidade. Os resultados mostram que, quando o sistema não prioriza disponibilidade e confiabilidade, a economia de energia é de 43%. Já quando a disponibilidade e confiabilidade são priorizadas, a economia é de 27%, um valor representativo. Concluímos que o REASoN é uma ferramenta de grande utilidade para a tomada de decisão em redes de computadores sustentáveis, servindo, como base, para uma análise mais acurada sobre o impacto de mecanismos de economia de energia.
Título em inglês
REASoN - reliability and availability evaluation of sustainability-oriented computer networks.
Palavras-chave em inglês
Availability
Computer Networks
Energy efficiency
Network policy based management
Reliability
Sustainability
Resumo em inglês
Sustainability-oriented computer networks or energy efficient networks have the ability to dynamically adapt the network device power modes in accordance with the demand of network traffic. For example, by putting to sleep devices that handle traffic below a threshold. In this scenario, new challenges appear in the way that the reliability and availability of the network are evaluated. The calculation of reliability and availability is commonly accomplished through techniques such as Markov chain, or Cut-Set and Tie-Set. However, traditionally these techniques are based on static values and do not take into account the dynamic changes that are in the context of sustainable networks. Thus, this study first aims at providing a method to assess the impact on reliability or availability of the network when some devices are put to sleep. Second, it aims at presenting the trade-off between saving energy and changing the reliability and availability of the network. The proposed method, called REASoN, is a composition of two known methods: Markov chain and Cut-Set and Tie-Set, which were extended in order to consider in calculation the dynamic adjustments of the energy levels. To evaluate the proposed method, the work performs a numerical evaluation. In addition, we evaluated the reliability of the network. The results show that the impact of saving energy might change the reliability in six decimal. The work also analyzes REASoN implemented in a network management system oriented to sustainability, called SustNMS. The results show that when the system prioritizes energy efficiency and accepts decreases on availability, the energy savings reach 43%. However, if the system prioritizes availability the energy savings reach 27%. Hence, REASoN is a powerful tool that can be used for decision making in sustainability-oriented computer networks, achieving a more accurate analysis of the impacts of saving energy.
 
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marcelo_diss.pdf (3.10 Mbytes)
Data de Publicação
2014-11-04
 
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