Recuperação inteligente de desastres em sistemas de operação, gerenciamento e controle de infraestruturas 5G
dc.contributor.advisor | Venâncio Neto, Augusto José | |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/1467664612924239 | pt_BR |
dc.contributor.author | Santos, Charles Hallan Fernandes dos | |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0099358331049231 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Immich, Roger Kreutz | |
dc.contributor.referees1ID | https://orcid.org/0000-0003-2483-6382 | pt_BR |
dc.contributor.referees1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0535777592588490 | pt_BR |
dc.contributor.referees2 | Fontes, Ramon dos Reis | |
dc.contributor.referees3 | Silva, Felipe Sampaio Dantas da | |
dc.date.accessioned | 2024-09-05T18:11:37Z | |
dc.date.available | 2024-09-05T18:11:37Z | |
dc.date.issued | 2024-04-30 | |
dc.description.abstract | Management solutions for telecommunications ecosystems based on fifth-generation (5G) networks must be able to control infrastructure resources in a granular and automated manner. When adopting a management model, service providers must aim to meet the quality requirements of their customers. With this in mind, operators employ Operation, Management and Control (OMC) centers, an ecosystem that involves different technologies and tools that interoperate to provide operational functions designed to guarantee service level agreements (SLA) on an ongoing basis. In this sense, the unavailability of an OMC can represent a disaster for the service provider and its users, given the dependence of the devices on the telecommunications infrastructure. To ensure fault tolerance, disaster recovery systems (DRS) must operate on redundant instances of the OMC, where the backup unit must take over when its primary instance fails. A DRS can adopt proactive features that detect the disaster before it occurs, maximizing the availability of the OMC. In addition, the adoption of multiple backup instances has the potential to increase the recovery possibilities of a failed OMC. In this sense, a DRS must incorporate selection mechanisms to determine the best backup to take over operations. Considering a DRS with proactive failure detection, the selection algorithm must choose the backup OMC that performs the transition of its execution and its data before the disaster occurs, in order to increase its availability. In order to select the most appropriate backup OMC (i.e. candidate), it is necessary to carry out a survey of performance indices that determine whether a candidate is capable of transferring the main OMC within an estimated time for the failure to occur. Given the absence of similar mechanisms in the literature used in the context of disaster detection and recovery, this master’s research is dedicated to exploring Machine Learning techniques to develop a mechanism for selecting backup OMCs. In this context, ML is used to estimate the period required to migrate an OMC for each candidate, in the hypothesis of reducing or eliminating data losses by choosing the best backup OMC. To this end, iDRS (intelligent DRS) is introduced, which is based on intelligent mechanisms to act in the assignment of control of OMCs, in the hypothesis of provisioning a system available to maintain 5G networks throughout their useful life. iDRS collects multiple pieces of information that influence service migration to candidate locations, such as network performance metrics and virtualized infrastructure computing resources. From this, an ML algorithm categorizes the candidates in terms of migration time estimates. A case study based on an emulated testbed attests to the effectiveness of iDRS in terms of OMC data integrity compared to state-of-the-art algorithms. | pt_BR |
dc.description.resumo | Soluções de gerenciamento para ecossistemas de telecomunicações baseadas em redes de quinta geração (5G, do inglês fifth generation) devem ser capazes de controlar os recursos da infraestrutura de maneira granular e automatizada. Ao adotar um modelo de gestão, as operadoras de serviço devem ter como objetivo atender os requisitos de qualidade dos seus clientes. Pensando nisso, as operadoras empregam centros de Operação, Gerenciamento e Controle (OMC, do inglês Operation, Management and Control), um ecossistema que envolve diferentes tecnologias e ferramentas que interoperam para fornecer funções de operação projetadas para garantir acordos de nível de serviço (SLA, do inglês Service Level Agreement) de forma contínua. Nesse sentido, a indisponibilidade de uma OMC pode representar um desastre para o provedor de serviços e seus usuários, tendo em vista a dependência dos dispositivos da infraestrutura de telecomunicação. Para garantir tolerância a falhas, sistemas de recuperação de desastre (DRS – Disaster Recovery Sistem) devem atuar sobre instâncias redundantes de OMC, onde a unidade de backup deve assumir o controle quando sua instância principal falha. Um DRS pode adotar características proativas, que detectam o desastre antes de sua ocorrência, maximizando a disponibilidade da OMC. Além disso, adoção de múltiplas instâncias de backup possui o potencial de aumentar as possibilidades de recuperação de uma OMC deficiente. Nesse sentindo, um DRS deve incorporar mecanismos de seleção para determinar o melhor backup para assumir as operações. Levando em consideração um DRS com detecção proativa de falhas, o algoritmo de seleção deve escolher a OMC reserva que realize a transição de sua execução e seus dados antes da ocorrência do desastre, de modo a aumentar sua disponibilidade. Para selecionar a OMC backup (i.e. candidata) mais apropriada, é necessário realizar um levantamento de índices de performance que determinem se um candidato é capaz de transferir a OMC principal dentro de um tempo estimado para a ocorrência da falha. Haja vista a ausência de mecanismos similares na literatura empregados no contexto de detecção e recuperação de desastres, esta pesquisa de mestrado se dedica à exploração de técnicas de Machine Learning para desenvolver um mecanismo de seleção de OMCs reservas. Neste contexto, ML é empregado para estimar o período necessário para migração de uma OMC para cada candidato, na hipótese de reduzir ou anular perdas de dados ao escolher a melhor OMC de reserva. Para tanto, é introduzido o iDRS (intelligent DRS), que se baseia em mecanismos inteligentes atuar na atribuição do controle dos OMCs, na hipótese de provisionar um sistema disponível para manter as redes 5G ao longo de sua vida útil. O iDRS coleta múltiplas informações que influenciam a migração do serviço para as localizações candidatas como métricas de performance da rede e dos recursos computacionais da infraestrutura virtualizada. A partir disso, um algoritmo de ML realiza a categorização dos candidatos em termos de estimativas de período de migração. Um estudo de caso baseado em testbed emulado atesta a eficácia do iDRS em termos de integridade dos dados da OMC comparado a algoritmos do estado-da-arte. | pt_BR |
dc.identifier.citation | SANTOS, Charles Hallan Fernandes dos. Recuperação inteligente de desastres em sistemas de operação, gerenciamento e controle de infraestruturas 5G. Orientador: Prof. Dr. Augusto José Venâncio Neto. 2024. 84f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60044 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Computação | pt_BR |
dc.subject | 5G | pt_BR |
dc.subject | Recuperação de desastres | pt_BR |
dc.subject | Soluções de gerenciamento | pt_BR |
dc.subject | Machine learning | pt_BR |
dc.subject | Migração de funções | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO | pt_BR |
dc.title | Recuperação inteligente de desastres em sistemas de operação, gerenciamento e controle de infraestruturas 5G | pt_BR |
dc.title.alternative | Intelligent disaster recovery of 5G operation, management, and control systems of 5G infrastructures | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
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