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PublicouMaria Júlia Sacramento Amaro Alterado mais de 8 anos atrás
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DEPLOYMENT DINÂMICO DE REGRAS CEP EM UM AMBIENTE IoT COM PROCESSAMENTO CLOUD- MOBILE 09/12/2015 Felipe Oliveira Carvalho Introdução a Computação Móvel e Ubíqua PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA
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Roteiro Introdução Requisitos de uma solução ideal Trabalhos Relacionados Solução Referências
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Introdução Aplicações de IoT demandam análise em tempo real de um grande fluxo de eventos. Exemplo: Uma rede de usinas nucleares. Temperatura. Nível de radiação. Sensores de Vazamento Etc...
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Introdução Análises e detecções mais rápidas permitem tomadas de decisão mais rápidas. Popularização do uso de CEP e outras Rule Engines. Uso tradicional de CEP em IoT: Centralizado. Dispositivos de borda são fontes/coletores de eventos.
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Introdução Limitações do uso tradicional de CEP em IoT: Dispositivos de borda são apenas fontes de eventos. Overhead de comunicação. Limitações de banda e conectividade em dispositivos móveis. Sobrecarga dos servidores núcleo que rodam o CEP.
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Introdução Uso de CEP em dispositivos móveis. Limitações: Energia. Capacidade de processamento. Conectividade. Largura de Banda.
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Requisitos de uma solução ideal Proposta: Permitir a composição de sistemas para IoT com uso de CEP distribuído entre nuvem e dispositivos móveis. Definição de regras de QoS. Deployment dinâmico das regras CEP baseado nas primitivas de QoS. Verificação em tempo real de gargalos de processamento. Balanceamento em runtime das regras CEP ao detectar gargalos de processamento e falhas, além de parâmetros de QoS.
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Trabalhos Relacionados CHEN et al (2014): Propõem um sistema com interface web que permite a criação e armazenamento de regras para a composição de aplicações de IoT. Introduzem o conceito de uma arquitetura CEP cliente-servidor: CEP Cliente faz pré-processamento em cima dos dados brutos. CEP Servidor faz a tomada de decisão semântica. Exemplo: Aplicação que dentre outras funções detecta um ar- condicionado ligado num horário fora de expediente. CEP cliente só envia eventos de warning em caso de ar ligado + horário fora de expediente.
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Trabalhos Relacionados CHEN et al (2014):
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Trabalhos Relacionados GOVINDARAJAN et al (2014): Propõem dois algoritmos (por força bruta e por programação dinâmica) para criar uma pipeline de execução de queries num ambiente Cloud-Mobile. Implementam uma engine CEP leve para Android, complementada por uma engine para nuvem com funcionalidades completas. Lidam com aspectos de segurança dos dados ao movê-los para a nuvem.
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Trabalhos Relacionados GOVINDARAJAN et al (2014):
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Trabalhos Relacionados SKORIN-KAPOV et al (2014): Desenvolvem um middleware para IoT que possui todo o processamento de eventos na nuvem. Focam o trabalho na eficiência energética através da redução de atividades redundantes de leitura dos sensores, feito através de um módulo de gerenciamento baseado em políticas de QoS.
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Trabalhos Relacionados SKORIN-KAPOV et al (2014):
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Trabalhos Relacionados CHERNIACK et al (2003): Propõem o balanceamento de carga em sistemas de processamentos de eventos através do uso de um processo escalonador, alimentado por um monitor de QoS.
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Trabalhos Relacionados STOJANOVIC et al (2014): Propõem uma infraestrutura CEP Cloud-Mobile com balanceamento do fluxo de eventos obedecendo as limitações e restrições da parte mobile em tempo real.
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Trabalhos Relacionados STOJANOVIC et al (2014): Trabalham com a ideia de uma abordagem baseada em ciência de contexto. Padrões são descobertos pela nuvem ao analisar os dados vindos dos dispositivos móveis e então são encaminhados para os dispositivos móveis para serem detectados pela engine CEP.
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Trabalhos Relacionados STOJANOVIC et al (2014):
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GULISANO et al (2010): Propõem o balanceamento de regras CEP pela divisão intra- query, mais especificamente, pela divisão intra-operators em tempo de execução. J: Join. M: Map. Ag: Aggregate.
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Trabalhos Relacionados (Comparação) Cloud-MobileCEPBalanceamento de carga Eficiência Energética Balanceamento Intra-Query Balanceamento em runtime de regras CEP CHEN et al (2014) xxEstático GOVINDARAJA N et al (2014) xxEstático SKORIN- KAPOV et al (2014) x CHERNIACK et al (2003) Dinâmico STOJANOVIC et al (2014) xxDinâmicox GULISANO et al (2010) Dinâmicox Solução IdealxxDinâmicoxxx
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Abordagem da Solução Elaboração de um sistema para IoT distribuído com suporte a CEP na nuvem e nos dispositivos móveis.
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MANAGERMOBILE Solução: Visão da Arquitetura CEP ENGINE A CEP ENGINE B CEP ENGINE C CEP ENGINE D CLOUD SENSOR A SENSOR B DEPLOYER QoS PROFILE RUNTIME REFLECTION RULES EDITOR ENERGY MANAGER QoS REFLECTION LOAD BALANCER DAEMON CLOUD DAEMON MOBILE
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Solução Desenvolvimento de um módulo gerenciador: Que permita a definição e edição de regras CEP. Permita definir parâmetros de QoS para a aplicação, tais como privacidade e capacidade mínima de processamento para as regras. Contenha um módulo que executa um plano de deployment de regras pré-execução.
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Solução Um módulo que permita a introspecção em tempo de execução (reflexão computacional) para: Gerenciamento de Energia. Garantia das políticas de QoS definidas. Balanceamento de carga através do chaveamento de queries entre nuvem e mobile ou pela partição de queries em subqueries. Execução de Daemons nos ambientes que receberão as regras (Cloud e Mobile) para implantação destas.
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Conclusão Desempenho em IoT com CEP. Desafios de Implementação. Atender exigências dinâmicas (em tempo de execução) das aplicações.
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Referências CHEN, Ching Yu et al. Complex event processing for the Internet of Things and its applications. In: Automation Science and Engineering (CASE), 2014 IEEE International Conference on. IEEE, 2014. p. 1144- 1149. CHERNIACK, Mitch et al. Scalable Distributed Stream Processing. In: CIDR. 2003. p. 257-268. GULISANO, Vincenzo et al. Streamcloud: A large scale data streaming system. In: Distributed Computing Systems (ICDCS), 2010 IEEE 30th International Conference on. IEEE, 2010. p. 126-137. GOVINDARAJAN, Nithyashri et al. Event processing across edge and the cloud for internet of things applications. In: Proceedings of the 20th International Conference on Management of Data. Computer Society of India, 2014. p. 101-104. SCHILLING, Björn et al. Distributed heterogeneous event processing: enhancing scalability and interoperability of CEP in an industrial context. In: Proceedings of the Fourth ACM International Conference on Distributed Event-Based Systems. ACM, 2010. p. 150-159. SCHMIDHÄUSER, Stefan. Dynamic operator splitting in mobile CEP scenarios. 2014. SKORIN-KAPOV, Lea et al. Energy efficient and quality-driven continuous sensor management for mobile IoT applications. In: Collaborative Computing: Networking, Applications and Worksharing (CollaborateCom), 2014 International Conference on. IEEE, 2014. p. 397-406. STOJANOVIC, Nenad et al. Mobile CEP in real-time big data processing: challenges and opportunities. In: Proceedings of the 8th ACM International Conference on Distributed Event-Based Systems. ACM, 2014. p. 256-265.
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