Titulo Estágio
Previsão de avarias em aplicações na Cloud
Áreas de especialidade
Engenharia de Software
Local do Estágio
Departamento de Engenharia Informática
Enquadramento
A Cloud é hoje em dia o motor de uma grande parte da Internet, tendo a sua popularização trazido vantagens em termos de elasticidade, redução de custos de aquisição e manutenção de infra-estrutura, etc., a qualquer organização ou indivíduo.
A infra-estrutura por detrás de uma Cloud é normalmente complexa e heterogénea, e portanto a sua montagem e gestão são processos complicado. Para aliviar este problema foram desenvolvidas ferramentas conhecidas como "cloud management frameworks", das quais o OpenStack é uma das mais conhecidas.
O OpenStack é modular e composto por vários componentes, cada um dos quais encarregues de uma tarefa específica. Por exemplo, o componente Horizon está encarregue da interface Web, enquanto o componente Neutron gere a rede e o componente Cinder providencia o armazenamento.
Devido a falhas de hardware, software (os conhecidos "bugs") ou de operador (por exemplo, o administrador do sistema desliga uma máquina virtual por engano), um ou mais destes componentes pode falhar (ou seja, ter uma avaria).
Para as empresas que usam e suportam a Cloud, seria muito útil se fosse possível prever, através do comportamento que o sistema está a demonstrar, se este vai avariar a curto prazo. Mesmo um alerta alguns segundos antes da avaria acontecer iria permitir não só avisar o administrador, mas também iniciar medidas de compensação (por exemplo, lançar novas máquinas virtuais para compensar a perda de uma unidade de computação).
Objetivo
Esta dissertação tem como objetivos principais:
- Montar uma infra-estrutura Cloud privada com recurso ao OpenStack;
- Desenvolver um modelo de previsão que permita avisar com alguma antecedência que uma avaria irá acontecer;
- Planear e executar experiências em que se emulam avarias de componentes da infra-estrutura Cloud para aperfeiçoar e avaliar a performance do modelo de previsão.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
- Estudo do estado da arte. (Meses 1 e 2)
A primeira fase consistirá em aprofundar conhecimentos nos tópicos relacionados com o estágio, com particular atenção a Cloud Computing, OpenStack e Failure Prediction. O trabalho deve resultar na escrita do capítulo da dissertação sobre o estado da arte.
- Montagem de uma infra-estrutura Cloud baseada em OpenStack. (Meses 3 e 4)
Esta tarefa consiste em montar uma infra-estrutura Cloud com base no OpenStack, por forma a obter um ambiente de desenvolvimento e de testes adequado aos objetivos do estágio.
- Escrita do relatório intermédio. (Mês 5)
As tarefas realizadas no decorrer do primeiro semestre devem ser documentadas na forma de um relatório intermédio, seguindo-se a sua apresentação pública e discussão. Será importante apresentar nesse relatório os resultados preliminares obtidos.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
- Execução de campanhas experimentais com emulação de avarias. (Meses 6 e 7)
Esta tarefa consiste em montar campanhas experimentais em que uma workload (por exemplo, um serviço de streaming vídeo) esteja a ser executada ao mesmo tempo que avarias nos componentes estão a ser emuladas. Simultaneamente vai-se monitorizar algumas variáveis relativas ao estado da infra-estrutura e dos seus vários componentes. Estas variáveis devem ser escolhidas a priori e vão suportar o desenvolvimento dos modelos preditivos.
- Desenvolvimento do modelo preditivo para antecipar avarias. (Meses 7 e 8)
Tendo como base os dados obtidos nas experiências anteriores e trabalhos prévios de predição de avarias, o estagiário deve desenvolver modelos preditivos que consigam antecipadamente prever a ocorrência de avarias.
- Execução de campanhas experimentais para avaliar o modelo desenvolvido. (Meses 8 e 9)
Para avaliar o modelo desenvolvido no passo anterior, novas campanhas experimentais devem ser executadas, mas desta vez o modelo deve ser utilizado para prever as avarias antes delas acontecerem.
- Escrita da dissertação de mestrado. (Mês 10)
Deve ser concluída a escrita da dissertação de mestrado e preparada a respetiva apresentação pública. A dissertação deve documentar todo o trabalho realizado, os resultados e as conclusões obtidas.
Condições
O trabalho irá ser realizado no Departamento de Engenharia Informática da Universidade de Coimbra e o/a estudante terá acesso a um local de trabalho nos laboratórios do DEI bem como ao equipamento informático necessário.
Observações
Este estágio poderá ter atribuída uma bolsa de investigação. O/A estudante beneficiará da colaboração e orientação do Dr. Henrique Madeira e Frederico Cerveira.
Orientador
Raul Barbosa
rbarbosa@dei.uc.pt 📩