Banca de DEFESA: PAULO SENA FERREIRA FILHO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: PAULO SENA FERREIRA FILHO
DATA: 17/04/2024
HORA: 09:00
LOCAL: Sala virtual de reuniões do Gercom - https://conferenciaweb.rnp.br/webconf/gercom_ufpa
TÍTULO:
PALAVRAS-CHAVES:

políticas de armazenamento de dados em cache;

redes sem fio;

redes de computadores.

PÁGINAS: 60
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Ciência da Computação
SUBÁREA: Sistemas de Computação
ESPECIALIDADE: Teleinformática
RESUMO:

Recentemente, houve progressos substanciais no entendimento analítico de como os recursos de armazenamento em cache devem ser alocados quando as mesmas são implementadas com a política tradicional LRU. Entretanto, a função desempenhada pelas políticas de armazenamento além da LRU, em configurações de rede onde os conteúdos podem ser replicados através de múltiplas caches particionadas e onde os canais não são confiáveis ainda é pouco compreendida. A correta compreensão da função destas políticas, nestes cenários, é fundamental para determinar o compromisso entre redundância e diversidade nas caches. Como a confiabilidade do canal pode variar, ocasionando falhas nas entregas das requisições  às caches, manter redundância de conteúdos armazenados nas caches pode melhorar o desempenho do sistema, reduzindo a probabilidade de falhas nas caches (cache miss). No entanto, se em um dado momento, a rede apresentar baixa carga de tráfego, com canais ociosos ou pouco congestionados, a confiabilidade do canal aumenta e reduz a probabilidade de perdas e ocasionando assim, a sincronização das caches. Neste caso, se as caches não estiverem diversificadas o suficiente, a rede não consegue se beneficiar de forma eficiente do particionamento delas. Portanto, nesta tese foram utilizadas técnicas matemáticas, como Cadeias de Markov, e um modelo de brinquedo (toy model) para investigar diferentes combinações de políticas e cenários e dessa forma, propor um trade-off entre redundância e diversidade de caches. É mostrado formalmente e evidenciado experimentalmente as condições sob as quais caches em rede tendem a sincronizar ao longo do tempo. Também é apresentada a existência de um limiar (threshold) que delimita o trade-off, indicando quando deve ser priorizada a redundância e quando deve ser dado primazia a diversidade para combater os efeitos da sincronização nas caches. Essa sincronização, por sua vez, leva à degradação do desempenho e ao envelhecimento da cache, ou seja, a cache passa a manter armazenados conteúdos antigos e pouco utilizados. Este fato motivou o monitoramento dos sistemas de cache para eventual rejuvenescimento, isto é, a implantação de diversas políticas de armazenamento entre as caches para promover a diversidade e impedir a sincronização e os efeitos do envelhecimento. Com base em testes realizados com cargas de trabalho sintéticas e reais, foi possível validar a modelagem feita das caches com Cadeias de Markov e por meio do modelo de brinquedo, como também mostrar como a taxa de falhas nas caches é sensível às variações na confiabilidade do canal, aos tamanhos diferentes de cache e ao particionamento das caches, indicando que a combinação de políticas simples, como LRU e LFU, proporcionam desempenho competitivo em relação às outras políticas avaliadas. Os resultados sugerem que a variação das políticas de armazenamento, o rejuvenescimento e, contra intuitivamente, o descarte intencional de requisições são estratégias que criam diversidade entre as caches, prevenindo e/ou mitigando a perda de desempenho devido a sincronização das cache. Esta última descoberta por sua vez, motivou o desenvolvimento de uma nova política chamada LFU Probabilística (ProbLFU), esta política realiza o descarte, de forma aleatória, de 10% das requisições que chegam nas caches sempre que os canais não confiáveis atingem o limiar de confiabilidade, evitando, sobretudo, que as caches sincronizem e envelheçam, promovendo diversidade e rejuvenescendo as caches. Os resultados mostram que a política ProbLFU consegue melhorar em até 10% o desempenho da LFU quando os canais estão confiáveis.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2153544 - ANTONIO JORGE GOMES ABELEM
Interno - 1176325 - ALDEBARO BARRETO DA ROCHA KLAUTAU JUNIOR
Interno - 1085349 - ANDRE FIGUEIRA RIKER
Externo à Instituição - DANIEL SADOC MENASCHE
Externo à Instituição - FERNANDO NAZARENO NASCIMENTO FARIAS
Externo à Instituição - KLEBER VIEIRA CARDOSO