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CAPES The cloud computing paradigm has performed, for years, the fundamental role in delivering IT resources, typically available in data centers, allowing cost reduction and providing services such as high availability, scalability, and elasticity. Despite many advantages, the data center infrastructure suffers from inefficiency problems due to factors such as excessive redundancy usage and infrastructure sub-utilization. The Composable Data Center paradigm aims to mitigate such problems, proposing the disaggregation of resources distributed in racks with different chassis configurations. In this context, different resource arrangements, allocated via software (called Composable Infrastructure) may directly affect the system availability. Thus, this work presents an optimization problem to allocate Composable Infrastructures in Composable Data Center, taking into account budget constraints, obeying application requirements to maximizing availability in those data centers. For such, some optimization algorithms utilized in two approaches: mono-objective approach and multi-objective approach. From the results, it is possible to identify the best configurations and understand how each component affects availability. In the mono-objective approach, the Dynamic Programming algorithm obtained the best results in balancing cost and availability. In the multi-objective approach, both GDE3 and NSGA-II algorithms were useful in finding attractive solutions, and GDE3 presented the most solution number in most of the cases. O paradigma de computação em nuvem tem desempenhado, durante anos, um papel fundamental na entrega de recursos de tecnologia da informação (TI), normalmente disponíveis em data centers, permitindo redução de custos e provendo serviços como alta disponibilidade, escalabilidade e elasticidade. Apesar das inúmeras vantagens, as infraestruturas de data centers sofrem com alguns problemas de ineficiência devido a fatores como o uso excessivo de redundância e a sub-utilização da infraestrutura. O paradigma de Composable data center é uma solução idealizada de modo a mitigar tais problemas, o qual propõe a desagregação de recursos computacionais, distribuídos em racks com diferentes configurações de chassi. Neste contexto, as diferentes combinações de recursos, alocadas via software (denominadas Composable Infrastructure), podem afetar diretamente na disponibilidade do sistema. Deste modo, este trabalho apresenta um problema de otimização para realizar alocação de Composable Infrastrucutures em Composable Data Centers levando em consideração restrições orçamentárias, de modo a atender requisitos da aplicação para maximizar a disponibilidade nestes Data Centers. Para tal, foram utilizados diferentes algoritmos de otimização em duas principais abordagens: mono-objetivo e multi-objetivo. A partir dos resultados é possível identificar as melhores configurações e como cada recurso pode impactar na disponibilidade. Na abordagem mono-objetivo, o algoritmos Dynamic Programming apresentou os melhores resultados ao equilibrar disponibilidade e custo. Na abordagem multi-objetiva, os algoritmos GDE3 e NSGA-II foram efetivos para encontrar boas soluções e o algoritmo GDE3 apresentou uma maior quantidade de soluções na maioria dos casos.

Um dos dilemas globais refere-se à acelerada transição urbana vivida nas últimas décadas. Por isso, é de suma importância a promoção de um desenvolvimento urbano sustentável para acomodar esse crescimento populacional. Nesse sentido, surge o conceito de habitabilidade, um princípio que combina atributos econômicos, sociais e ambientais a fim de promover a qualidade de vida e o bem-estar, e que é amplamente tratado na Nova Agenda Urbana (NAU) adotada pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2016. A NAU define políticas para promover a consolidação dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), particularmente o Objetivo 11, focado em um futuro pró-urbano. Para efetivar tais objetivos é preciso acompanhar o andamento da sua implementação através de indicadores, contexto em que a habitabilidade pode se enquadrar como um indicador para esse propósito. Todavia, há um impasse relacionado à indisponibilidade, má qualidade e agregação dos dados existentes, dificultando esse monitoramento. Nesse cenário, este trabalho propõe a criação de um indicador de habitabilidade que, além dos dados tradicionais dos censos e de outros estudos oficiais, também utilize fontes de dados alternativas, como as disponibilizadas pela Uber, um serviço popular de viagens. Presumindo que o comportamento do serviço da Uber possa refletir a dimensão da habitabilidade, uma abordagem orientada à dados (ciência de dados) baseada na análise exploratória e espacial dos dados foi então conduzida, utilizando as Estimativas de Tempo até o Embarque (ETE) da Uber coletadas para o município brasileiro de Natal (RN). Uma estrutura própria de coleta contínua foi utilizada e uma análise do mecanismo de ausências dos dados foi feita para posterior tratamento por meio de uma técnica de imputação múltipla. A abordagem orientada a dados objetiva, por fim, a criação de um indicador composto, de tal modo que esse indicador possa representar, em algum nível, a habitabilidade para a cidade natalense. Em linhas gerais, para criar o indicador mencionado, efetuou-se uma análise multivariada seguida da aplicação de técnicas de ponderação e agregação sobre os dados da Uber e os dados das pesquisas tradicionais. A metodologia proposta foi aplicada em dois diferentes níveis de agregação espacial: Bairros e Unidades de Desenvolvimento Humano (UDH). Os resultados das análises mostraram como o serviço da Uber varia espacialmente e como ele reage a mudanças climáticas, festividades e outros eventos, além de apresentarem as relações desses dados com indicadores sociais e infraestruturais. Observou-se também que diferentes níveis de agregação espacial causam influências sobre as ETE da Uber e seu relacionamento com as variáveis socioeconômicas. Por fim, o indicador proposto foi criado para as UDH, podendo ser aplicado no monitoramento do desenvolvimento sustentável. Concluiu-se ainda que nas regiões administrativas Oeste e Norte de Natal há uma predominância de localidades com os piores indicadores de habitabilidade. One of the global dilemmas in the last decades has been the accelerated urban transition. Therefore, promoting sustainable urban development to accommodate population growth is extremely important. Under those circumstances, the concept of liveability arises, defined as a principle that combines economic, social and environmental attributes to promote quality of life and human well-being, and it has been widely discussed in the New Urban Agenda (NUA) adopted by the United Nations since 2016. NUA defines policies to promote the consolidation of Sustainable Development Goals (SDGs), with its Goal 11 focusing on a pro-urban future. To achieve those goals is recommended the use of indicators to supervise their implementation, thus the liveability concept can be associated with an indicator for that purpose. However, there are known issues related to data unavailability, poor quality and aggregation, that make the SDGs monitoring difficult. Considering the described scenario, this work proposes a liveability indicator that combines traditional data from census and other official surveys with alternative data sources, such as data from Uber, a popular ride-sharing service. Assuming that Uber service behavior can act as a proxy to liveability, a data science approach based on exploratory and spatial data analysis was conducted using Uber’s Estimated Time of Arrival (ETA) data sourced for the Brazilian city of Natal (RN). A data acquisition structure was developed and an investigation of missingness mechanism was performed in order to deal with missing data by means of a multiple imputation technique. This data science approach aims to build a composite indicator which can portray at some level the liveability for that city. In general, to create the proposed indicator, it was performed a multivariate analysis followed by the execution of weighting and aggregation methods on Uber and traditional surveys data. The proposed methodology was applied at two different spatial aggregation levels: Neighborhoods and Human Development Unities (HDUs). Results showed how the Uber service oscillates spatially and how it reacts to weather variations, festivals, and other events, as well as its relations with existing social and infrastructural indicators. It was also observed that different spatial aggregation levels affect the Uber ETA and its relations with socioeconomic variables. Finally, the proposed indicator was created at HDU scale to be applied in sustainable development monitoring. Furthermore, it was concluded that West and North administrative regions of Natal predominantly have localities with the worst liveability indicators.

FACEPE Os crescentes casos de ataques a dispositivos conectados às redes de Internet das Coisas (do inglês Internet of Things - IoT), com invasores se aproveitando do baixo poder de processamento e segurança frágil desses equipamentos, são fatores determinantes para as atenções serem voltadas à segurança em IoT. A utilização de Cartões Inteligentes (do inglês Smart Cards - SCs) para proteger esses sistemas é pertinente, pois eles são resistentes a ataques físicos, portáteis e baratos. Porém, o processamento e a memória deles ainda não são suficientes para atender a alta demanda dos dispositivo conectados à IoT. Por estas razões, utilizar vários SCs agrupados pode ser interessante para proteger tais redes de dispositivos IoT. Contudo, o gerenciamento de muitos SCs requer uma plataforma que não degrade o desempenho do processo de leitura e escrita. Os Arranjos de Portas Programáveis em Campo (do inglês Field Programmable Gate Arrays - FPGAs) se encaixam nesse critério, pois são dispositivos reconfiguráveis com capacidade de paralelização de tarefas e replicação de código. Associando esses dispositivos, e conectando-os à rede, seria possível agregar segurança a outros sistemas e garantir a integridade da comunicação na IoT. Estes fatores motivaram o presente trabalho a propor e desenvolver o Smart Card Cluster (SCC), que é uma plataforma de segurança para IoT. Ele pode ser empregado de diversas formas para oferecer proteção às camadas de rede ou de aplicação da IoT. Contudo, neste trabalho ele será utilizado para agregar proteção às mensagens que são trocadas entre gateways e o middleware IoT, assegurando a autenticidade e integridade das mensagens por meio de assinatura feita em hardware seguro. Com três SCs o SCC permite assinar 26,18 mensagens por minuto. O sistema utiliza FPGA para fazer o controle eficiente de SCs. Através de experimentos concluiu-se que ele é modular, portátil, escalável e com custo adequado ao cenário de IoT ao qual é aplicado. Isto possibilita que o utilizador evite gastos, pois os dispositivos embarcados, o poder de processamento, e a quantidade de SCs podem ser ajustados de acordo com a necessidade. Além do que, a plataforma pode ser distribuída para perto dos dispositivos na ponta da rede. No trabalho é mostrado que o SCC consegue ser 69% mais eficiente que outro dispositivo comercial utilizado para agrupamento de SCs, que é conhecido como SIM Array, além disso o custo da utilização de cada SC no SCC chega a ser US$263,54 menor. The increasing cases of attacks on devices connected to Internet of Things (IoT) networks, where attackers take advantage of the low processing power and the fragile protection of such equipments, is a determining factor for giving greater attention to IoT security. The use of Smart Cards (SCs) to protect these systems is pertinent, as they are physical attacks resistant, portable and inexpensive. Nonetheless, their processing and memory are still not sufficient to meet the high demand of the devices connected to IoT. For these reasons, using multiple clustered SCs may be interesting to protect such networks. However, a platform that does not degrade the performance of the read and write process, is needed to control many SCs. The Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) fit this criterion, since they are reconfigurable devices with the ability to parallelize tasks and code replication. By connecting these devices to the network, it would be possible to add security to other systems and ensure communication integrity for the IoT. These factors led to the development of the Smart Card Cluster (SCC), which is a platform for IoT security. It can be used in a variety of ways to protect the IoT layers or applications. In this work, it is used to add protection to messages that are exchanged between gateways and middleware IoT, ensuring message authenticity and integrity through secure hardware signing. With three SCs the SCC allows to sign 26.18 messages per minute. The system uses FPGA to efficiently manage SCs. It is modular, portable, scalable and cost-effective to user’s needs. This enables the user to avoid unnecessary costs, since the embedded devices, processing power, and the amount of SCs are adapted to the application scenario. Thus, the platform can be distributed close to the things. In this work it is shown that the SCC becomes 69% more efficient than another commercial device used for clustering SCs, the SIM Array, moreover the cost of using each SC in the SCC is US$ 263.54 lower.

O paradigma Virtualização de Funções de Rede (NFV) atraiu rapidamente o interesse dos provedores de serviços de comunicações como um meio de acelerar a entrega dos serviços e, ao mesmo tempo, reduzir os custos associados. Inúmeros fatores trouxeram boas razões para esta causa, tais como: baixo custo de operação e energia, menor tempo de implementação de novas tecnologias para o mercado, gerenciamento escalável e dinâmico de serviços de rede e disponibilidade de compartilhamento de recursos de rede por meio de serviços e diferentes plataformas. Complementar à promessa das Redes Definidas por Software (SDN) de automatizar a orquestração e configuração da rede, NFV propõe automatizar a implantação e controle de funções de rede, as quais serão executadas em plataformas com servidores virtualizados. No mundo da SDN e da NVF, pode-se ter milhares de instâncias de um elemento, juntas, formando os componentes da rede. Se um deles falhar, perde-se um pouco da capacidade mas não se perde o elemento inteiro e pode-se recriar esse componente. A nova arquitetura pressupõe a criação de uma cadeia de serviço, ou seja, um conjunto de máquinas virtuais alinhadas para criar um serviço. Tanto pode ser de firewall como de detecção de intrusões, ou de outros elementos da rede. Neste contexto, desafios se tornam inerentes a esta proposta, os quais abordam tópicos como interoperabilidade de plataformas de rede, perda ou ganho de desempenho, segurança e resiliência. Assim, esse trabalho propõe avaliar o desempenho de composição de serviços utilizando um ambiente de NFV. Para isso, foram construídos vários cenários e usadas diferentes topologias a fim de validar um simulador que possa ser usado posteriormente por outros usuários como uma ferramenta útil para a composição de serviços em ambiente de NFV. The Network Functions Virtualization (NFV) paradigm quickly attracted the interest of communications service providers as a means to accelerate the delivery of services and at the same time reducing the associated costs. Several factors have brought good reasons for this cause, such as operating and energy costs, implementation time of new technologies to market, scalable and dynamic management of network services and network resource sharing availability through different services and platforms. Complementary to the promise of Software-Defined Networking (SDN) to automate the orchestration and network configuration, NFV proposes automate the deployment and control of network functions, which will be run on platforms with virtualized servers. In the world of SDN and NVF, can have thousands of instances of an element, together forming network components. If one fails, you lose some of the ability but do not lose the whole element and can recreate this component. The new architecture involves creating a service string, i.e., a set of virtual machines aligned to create a service. Both can be firewall or intrusion detection, or other network elements. In this context, challenges become inherent in this proposal, which address topics such as interoperability of network platforms, trade-offs of performance, security and resilience. Thus, this work proposes to evaluate the performance of service composition using a NFV. For this, they were built several scenarios and used different topologies to validate a simulator that can later be used by other users as a useful tool for service composition in NFV.

Desde sua padronização, o protocolo Hypertext Transfer Protocol (HTTP) tornou-se o estado da arte em protocolos de transporte da internet, sendo utilizado para transmissão de arquivos hipertexto e hipermídias, como áudio e vídeo de forma cada vez mais interativa. Porém, o HTTP em suas versões 1.0 e 1.1 apresenta pontos que podem ser otimizados, como o fato de atender requisições de forma síncrona, o que normalmente atrasa a renderização de páginas Web podendo vir a afetar a qualidade de experiência dos usuários. Recentemente, o protocolo HTTP foi atualizado para a versão HTTP/2, recebendo diversas modificações, direcionadas principalmente a melhorias no tocante ao uso dos recursos de rede. Dentre estas melhorias, podese citar a adição do recurso push, que permite que o servidor Web responda a uma solicitação com mais de um recurso ao mesmo tempo. Este trabalho apresenta uma análise de desempenho do recurso push no transporte de páginas Web em conexões HTTP/2. Para tanto, foram realizados experimentos em um ambiente simulado, replicando características de rede presentes na internet. Foram adotados o Total Download Time (TDT) e o Page Load Time (PLT) como métricas de análise e a execução do experimento foi realizada através de requisições de páginas web com diferentes quantidades e tamanhos de objetos. Através dos resultados obtidos, foi possível observar que apesar do protocolo HTTP/2 possuir recursos para a melhoria do carregamento de páginas Web o uso inadequado destes recursos pode causar, em determinadas configurações, degradações no carregamento das páginas. Since its standardization, the Hypertext Transfer Protocol (HTTP) has been considered the state of the art for transmission of hypertext and hypermedia files, such as audio and vídeo in an interactive way. However, 1.0 and 1.1 versions of HTTP present some weaknesses that may be optimized, such as synchronized requests, which typically slow Web pages rendering thus affecting the end user experience. Recently, the protocol was updated to the 2.0 version and received several modifications, focused mainly on improvements in the network usage. Among these improvements one can cite the addition of push, a feature that allows the server to reply to a request with more than one resource simultaneously. This work presents a performance analysis of push feature on the transport of web pages on HTTP/2 connections. Therefore, experiments were conducted on a prototype environment using Total Download Time (TDT) and Page Load Time (PLT) as metrics, and Web page requests with different amounts and sizes of objects. From the results, one can observe that despite presenting features to improve Web page load time, improper use of these HTTP/2 resources may lead, on certain conditions, to the opposite effect.