Formal Algebraic Modelling for Fog Computing Network Architecture

Résumé

Fog computing ´es b`asicament una extensi´o del cloud computing, on els recursos de computaci´o es troben al l´ımit de la xarxa, la qual cosa permet un millor rendiment pel que fa a lat`encia i ample de banda. Per tant, els centres de dades (DC) que s’utilitzen en fog computing han de ser molt m´es petits, aix´ı com el nombre de hosts i switches instal·lats. En aquest context, aquesta dissertaci´o de tesi aborda el modelatge d’alguns dissenys de DC per fog computing, posant el focus nom´es en topologies de xarxa simples, encara que altres m´es complexes puguin aconseguir millor rendiment. Aquestes topologies poden modelar-se de diferents maneres, exposant la ruta m´ınima, o rutes m´ınimes del mateix cost, a trav´es de les quals poden tenir lloc les migracions de recursos entre un host origen i un altre dest´ı. Aix´ı, un usuari movent-se per un domini fog tindr`a els seus recursos de computaci´o associats seguir-lo el m´es a prop possible amb un interval de temps m´ınim, que ´es el punt clau en els entorns de mobilitat IoT. S’ha de destacar que els models van a ´esser exposats seguint un enfocament anal´ıtic, mitjan¸cant la combinaci´o de diferents branques matem`atiques per preparar els models, com la geometria i la topologia per obtenir els dissenys adequats, l’aritm`etica per dur a terme el moviment dels recursos de computaci´o a la destinaci´o adequada, la l`ogica per implementar aquestes accions en diagrames de flux i pseudocodi, o l’`algebra per a proporcionar una descripci´o formal de tot el model. La principal contribuci´o en aquesta dissertaci´o de tesi es basa en obtenir models de rutes `optimes per a migracions de VM en topologies de DC relacionades amb desplegaments fog computing mitjant¸cant un `algebra de processos abstracta anomenada ACP, amb la qual s’han especificat i verificat formalment aquests models, ja que permet raonar sobre termes de processos de forma anal´ıtica, tornant als or´ıgens en el camp de les tecnologies de la informaci´o. En resum, pel que respecta a cada topologia, es proposen diferents models, como ara diagrames de flux, pseudocodi i un model algebraic formal, per a posteriorment presentar un model algebraic formal per a un sistema complet de fog/cloud.