Gerenciamento proativo baseado na análise computacional dos Nodos Fog que integram Smart Classroom
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Data
2020-03-09Primeiro membro da banca
Kantorski, Gustavo Zanini
Segundo membro da banca
Amaral, Érico Marcelo Hoff do
Metadata
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A Internet das Coisas (do inglês Internet of Things- IoT) tem apresentado o desenvolvimento
de aplicações focadas em cidades inteligentes, transporte, saúde e educação com as
Smart Classrooms. Diante disso, as crescentes taxas e altas demandas de serviços de tempo
real, e como consequência a latência das comunicações tem se tornado uma questão importante.
Como a Computação em Nuvem (do inglês Cloud Computing- CC) não apresenta o
suporte necessário a esse tipo de serviço, a Computação em Névoa (do inglês Fog Computing-
FC) é destacada como meio auxiliador do problema de latência enfrentado. Além disso, a Fog
subsidia o emprego de características básicas dos ambientes IoT como o tratamento de mobilidade,
disposição da computação distribuída e heterogeneidade de dispositivos. Nesse trabalho,
o enfoque é relacionado a IoT na educação especificamente na integração de uma Smart Classroom
com a Fog a fim de adquirir maior agilidade nas comunicações e diminuição do uso da
largura de banda, sendo este um fator precário em instituições de ensino pública. Com o foco
voltado a Fog e o seu funcionamento adequado na Smart Classroom, esse trabalho tem o objetivo
de adquirir níveis satisfatórios de operacionalidade. Para obter esse quesito é proposto
um modelo de gerenciamento proativo de nodos Fog, chamado de MagProFog o qual é dividido
em três módulos, o módulo Database, módulo de Monitoramento (desenvolvido no simulador
FogTorch) e o módulo da Interface de Gerenciamento. O gerenciamento tem a finalidade de
identificar e prevenir possíveis futuras irregularidades, sua identificação é adquirida pela taxa
de sobrecarga da Fog, correlacionada as taxas de uso de armazenamento e de processamento. A
prevenção dos problemas causados pela irregularidade da Fog está intrinsecamente correlacionada
a obtenção dos possíveis nodos Fogs vizinhos para substituição antes que a irregularidade
prejudique o desempenho da Smart Classroom. A definição do nodo Fog que melhor atende
o objetivo acima é obtido através de uma análise computacional de desempenho, da carga de
uso da Fog e da latência do processo de substituição. Os testes de validação do trabalho são
aplicados em um ambiente de simulação (utilizando os três módulos do gerenciamento), onde
os dados de comunicação utilizados da Smart Classroom são reais, adquiridos pela prototipação
da mesma. Procura-se dessa maneira identificar os níveis de operacionalidade da Smart Classroom
adquiridos na aplicação de um conjunto de políticas de solução de irregularidades das
Fogs acoplado ao gerenciamento e análise computacional propostos. Os resultados adquiridos
são promissores, quando aplicados a um ambiente que demonstre irregularidade, é alcançada,
uma porcentagem de 100% de operacionalidade em um conjunto de Smart Classrooms em um
Smart Campus.
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