Teses e Dissertações defendidas na UFRGS

Efficient online embedding of secure virtual nteworks

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Efficient online embedding of secure virtual nteworks Bays, Leonardo Richter A virtualização de redes tem se tornado cada vez mais proeminente nos últimos anos. Tal técnica permite a criação de infraestruturas de rede que se adaptam a necessidades específicas de aplicações de rede distintas, além de dar suporte à instanciação de ambientes favoráveis para o desenvolvimento e avaliação de novas arquiteturas e protocolos. Apesar de esforços recentes (motivados principalmente pela busca de mecanismos para avaliar propostas relacionadas à Internet do Futuro) terem contribuído substancialmente para a materialização desse conceito, nenhum preocupou-se em conciliar alocação eficiente de recursos e satisfação de requisitos de segurança (e.g., confidencialidade). É importante ressaltar que, no contexto de redes virtuais, a proteção de infraestruturas de rede compartilhadas constitui condição fundamental para seu uso em larga escala. É de grande importância que o impacto negativo causado pelo aprovisionamento de segurança seja considerado no processo de mapeamento de redes virtuais, de forma a permitir o uso integral dos recursos físicos sem subestimar requisitos de capacidade. Portanto, nesta dissertação, são propostos um modelo ótimo e um al- goritmo heurístico para realizar o mapeamento de redes virtuais em substratos físicos que têm por objetivo otimizar a utilização de recursos físicos garantindo a satisfação de requisitos de segurança. Ambas as abordagens possuem uma modelagem precisa de custos adicionais associados a mecanismos de segurança usados para proteger re- des virtuais, e são capazes de atender requisições de redes virtuais de forma online. Além disso, são apresentados os resultados de um extensivo processo de avaliação realizado, incluindo uma comparação detalhada entre o modelo ótimo e o algoritmo heurístico. Os experimentos revelam que o modelo baseado em Programação Linear Inteira é capaz de alocar redes virtuais de forma ótima em substratos físicos com até cem roteadores, enquanto que o algoritmo heurístico é capaz de adaptar-se a infraestruturas maiores, provendo mapeamentos sub-ótimos em um curto espaço de tempo.; Network virtualization has become increasingly prominent in recent years. It enables the creation of network infrastructures that are specifically tailored to the needs of distinct network applications and supports the instantiation of favorable en- vironments for the development and evaluation of new architectures and protocols. Although recent efforts (motivated mainly by the search for mechanisms to eval- uate Future Internet proposals) have contributed substantially to materialize this concept, none of them has attempted to combine efficient resource mapping with ful- fillment of security requirements (e.g., confidentiality). It is important to note that, in the context of virtual networks, the protection of shared network infrastructures constitutes a fundamental condition to enable its use in large scale. Considering the negative impact of security provisions in the virtual network embedding process is of paramount importance in order to fully utilize physical re- sources without underestimating capacity requirements. Therefore, in this thesis we propose both an optimal model and a heuristic algorithm for embedding virtual networks on physical substrates that aim to optimize physical resource usage while meeting security requirements. Both approaches feature precise modeling of over- head costs of security mechanisms used to protect virtual networks, and are able to handle virtual network requests in an online manner. In addition, we present the results of an extensive evaluation we carried out, including a detailed comparison of both the optimal model and the heuristic algorithm. Our experiments show that the Integer Linear Programming (ILP) model is capable of optimally embedding virtual networks on physical infrastructures with up to a hundred routers, while the heuristic algorithm is capable of scaling to larger infrastructures, providing timely, sub-optimal mappings.

Determinantes do movimento de trabalhadores pendulares na aglomeração urbana do nordeste do Rio Grande do Sul : uma análise a partir dos transportes coletivos

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Determinantes do movimento de trabalhadores pendulares na aglomeração urbana do nordeste do Rio Grande do Sul : uma análise a partir dos transportes coletivos Stamm, Cristiano Este trabalho teve como objetivo central verificar e analisar, através dos trabalhadores pendulares da Aglomeração Urbana do Nordeste (AUNe) do Rio Grande do Sul que se deslocavam por meio de transporte coletivo, os determinantes do movimento pendular na região no ano de 2012. Esses determinantes são um indicativo relevante de dimensionamento do mercado de trabalho, assim como de desenvolvimento regional, e a importância de estudálos, especificamente por meio dos trabalhadores, se faz devido à difusão das tendências urbanas ocorridas nos grandes centros, pelo potencial que esse movimento tem em se alastrar pelo território nacional e, fundamentalmente, em razão do crescimento das cidades de porte médio e das aglomerações urbanas no interior do país. O suporte teórico que dá sustentação ao surgimento dessas aglomerações é encontrado nas teorias dos lugares centrais e dos polos de crescimento, pois é através das relações dinâmicas e das disparidades da distribuição das atividades econômicas no espaço geográfico ou no espaço econômico que a teoria da polarização auxilia na compreensão da hierarquização das regiões e dos efeitos da mobilidade da população. Metodologicamente, foi utilizada uma survey que consistiu em uma pesquisa através da aplicação de questionários a uma amostra de 430 trabalhadores pendulares da AUNe. Buscando as atividades fora do município de residência, além de oferecer melhores condições econômicas/financeiras, o trabalhador pendular reforça as transformações no espaço geoeconômico com suas movimentações cotidianas, refletindo numa dinâmica socioeconômica diferenciada, evidenciando a atração que os polos acabam exercendo sobre as outras regiões e, também, como se constitui o mercado de trabalho que se estabelece por lógicas distintas. Além do retrato do perfil dos trabalhadores pendulares que se deslocam na AUNe, a pesquisa apontou que é forte a tendência dos efeitos da polarização sobre o mercado de trabalho nesta região, e que esses efeitos são proporcionados pela cidade de porte médio de Caxias do Sul, que apresentou maior movimento centrípeto, sendo responsável por cerca de 45% dos destinos dos trabalhadores pendulares na região. Com as exceções das cidades de Santa Tereza e Monte Belo do Sul, todas as demais cidades apresentaram uma pendularidade cruzada. Ao fim foi observado que existem dois tipos de determinantes que atuam sobre o trabalhador pendular, sendo eles: o determinante de estímulo – o qual pode ser relacionado ao fator ou motivador primário que fez com que o indivíduo procurasse atividades de trabalho em outro município; e o determinante de continuidade – o qual é pertinente ao motivo pelo qual o indivíduo não migra para a cidade em que trabalha, dando vida e realizando continuamente o movimento pendular. Analisando os dois determinantes, os resultados apontam que o primeiro reforça a teoria de que, mesmo numa aglomeração urbana interiorana, o motivo dominante inicial nas decisões do trabalhador ainda é de natureza econômica, enquanto o determinante de continuidade agrega na discussão teórica do movimento pendular os fatores sociais, os quais passam a ser o motivo dominante na continuidade deste fenômeno. Assim, pode-se inferir que a hipótese certamente se confirma, pois ficou evidenciado que o movimento pendular de trabalhadores é influenciado por fatores que compõem dois tipos de determinantes, sendo que no determinante de continuidade estão incluídos fatores distintos daqueles apresentados pelo determinante inicial de estímulo.; The aim of this thesis is to verify and analyze the commuting determinants at the Northeast Urban Agglomeration of Rio Grande do Sul (NeUA) in the year 2012 through the commuter workers who traveled in this urban agglomeration by public transport. These determinants are a relevant indicator of the labor market as well as the regional development. The importance of studying these determinants through the workers is due to the diffusion of the urban tendencies occurring in the large centers, the potential of commuting to spread throughout the country, and primarily because of the growth of medium-size cities and urban agglomeration within the country. The theoretical framework that supports the emergence of these agglomeration is found within Central Place Theory and Growth Pole Theory, since it is through the dynamic relations and the disparities in the distribution of economic activities at geographic or economic space that the polarization theory helps to comprehend the hierarchization of the regions and the effects of the population mobility. Methodologically, a survey was conducted that included the application of questionnaires in a sample of 430 commuter workers of the NeUA. Seeking for activities outside the city of residence, the commuter worker improves his economic/financial condition and, in addition, reinforces the transformation at geo-economic space with his daily movements. This reflects a different socioeconomic dynamic and highlights both the attraction that the pole ends up exercising over other regions as well as the conditions of the labor market, which are established by different logics. Besides the profile picture of the commuter workers, the research pointed out that there is a strong tendency for the polarization effects on the labor market in the study region. The research revealed that those effects are provided by the medium-size city of Caxias do Sul, which showed a greater centripetal movement, being responsible for almost 45% of the commuters’ destination of this region. With the exception of Santa Tereza and Monte Belo do Sul, all other cities within the NeUA presented a cross commuter. At the end, it was observed that two types of determinants exist that operate over the commuter: the determinant of stimulus – which can be related to the primary motivator or factor that led the person to seek for work activities in another city; and, the continuity determinant – associated with the reason why the person does not migrate to the city in which he works, given life and continuation to commuter. Analyzing those two determinants, the results indicated that the first one reinforces the theory that even in an inland urban agglomeration the first dominant motive over the workers' decision continues to be of economic nature, while the continuity determinant adds to the commuter theoretical discussion social factors, which become the dominant motives in the continuity of this phenomenon. Thus, it can be inferred that the hypothesis is confirmed because it was evident that the commute of workers is influenced by factors that comprehends two types of determinants. Is important to add, that was revealed that in the continuity determinant are included other factors than those presented by the determinant of stimulus.

Toward cost-efficient Dos-resilient virtual networks with ORE : opportunistic resilience embedding

Tue, 01 Jan 2013 00:00:00 GMT

Toward cost-efficient Dos-resilient virtual networks with ORE : opportunistic resilience embedding Oliveira, Rodrigo Ruas O atual sucesso da Internet vem inibindo a disseminação de novas arquiteturas e protocolos de rede. Especificamente, qualquer modificação no núcleo da rede requer comum acordo entre diversas partes. Face a isso, a Virtualização de Redes vem sendo proposta como um atributo diversificador para a Internet. Tal paradigma promove o desenvolvimento de novas arquiteturas e protocolos por meio da criação de múltiplas redes virtuais sobrepostas em um mesmo substrato físico. Adicionalmente, aplicações executando sobre uma mesma rede física podem ser isoladas mutuamente, propiciando a independência funcional entre as mesmas. Uma de suas mais promissoras vantagens é a capacidade de limitar o escopo de ataques, através da organização de uma infraestrutura em múltiplas redes virtuais, isolando o tráfego das mesmas e impedindo interferências. Contudo, roteadores e enlaces virtuais permanecem vulneráveis a ataques e falhas na rede física subjacente. Particularmente, caso determinado enlace do substrato seja comprometido, todos os enlaces virtuais sobrepostos (ou seja, alocados neste) serão afetados. Para lidar com esse problema, a literatura propõe dois tipos de estratégias: as que reservam recursos adicionais do substrato como sobressalentes, protegendo contra disrupções; e as que utilizam migração em tempo real para realocar recursos virtuais comprometidos. Ambas estratégias acarretam compromissos: o uso de recursos sobressalentes tende a tornar-se custoso ao provedor de infraestrutura, enquanto a migração de recursos demanda um período de convergência e pode deixar as redes virtuais inoperantes durante o mesmo. Esta dissertação apresenta ORE (Opportunistic Resilience Embedding – Mapeamento com Resiliência Oportunística), uma nova abordagem de mapeamento de redes para proteger enlaces virtuais contra disrupções no substrato físico. ORE é composto por duas estratégias: uma proativa, na qual enlaces virtuais são alocados em múltiplos caminhos para mitigar o impacto de uma disrupção; e uma reativa, a qual tenta recuperar, parcial ou integralmente, a capacidade perdida nos enlaces virtuais afetados. Ambas são modeladas como problemas de otimização. Ademais, como o mapeamento de redes virtuais é NP-Difícil, ORE faz uso de uma meta-heurística baseada em Simulated Annealing para resolver o problema de forma eficiente. Resultados numéricos mostram que ORE pode prover resiliência a disrupções por um custo mais baixo.; Recently, the Internet’s success has prevented the dissemination of novel networking architectures and protocols. Specifically, any modification to the core of the network requires agreement among many different parties. To address this situation, Network Virtualization has been proposed as a diversifying attribute for the Internet. This paradigm promotes the development of new architectures and protocols by enabling the creation of multiple virtual networks on top of a same physical substrate. In addition, applications running over the same physical network can be isolated from each other, thus allowing them to coexist independently. One of the main advantages of this paradigm is the use of isolation to limit the scope of attacks. This can be achieved by creating different, isolated virtual networks for each task, so traffic from one virtual network does not interfere with the others. However, routers and links are still vulnerable to attacks and failures on the underlying network. Particularly, should a physical link be compromised, all embedded virtual links will be affected. Previous work tackled this problem with two main strategies: using backup resources to protect against disruptions; or live migration to relocate a compromised virtual resource. Both strategies have drawbacks: backup resources tend to be expensive for the infrastructure provider, while live migration may leave virtual networks inoperable during the recovery period. This dissertation presents ORE (Opportunistic Resilience Embedding), a novel embedding approach for protecting virtual links against substrate network disruptions. ORE’s design is two-folded: while a proactive strategy embeds virtual links into multiple substrate paths in order to mitigate the initial impact of a disruption, a reactive one attempts to recover any capacity affected by an underlying disruption. Both strategies are modeled as optimization problems. Additionally, since the embedding problem is NP-Hard, ORE uses a Simulated Annealing-based meta-heuristic to solve it efficiently. Numerical results show that ORE can provide resilience to disruptions at a lower cost.

Study of the hysteretic behavior in ZnO nanoparticle thin-film transistors

Sun, 01 Jan 2012 00:00:00 GMT

Study of the hysteretic behavior in ZnO nanoparticle thin-film transistors Vidor, Fábio Fedrizzi Nas últimas décadas, o interesse na eletrônica flexível tem aumentado. Sistemas que apresentam benefícios, tais como: baixo custo, melhor desempenho, transparência, confiabilidade e melhores credenciais ecológicas, estão sendo extensivamente pesquisados por vários grupos. Os transistores de filmes-finos possuem potencial para alcançarem essas características. Dispositivos baseados em óxido de zinco (ZnO) tem atraído pesquisadores devido as suas propriedades elétricas, sensoriais e ópticas. Neste trabalho, nanopartículas de ZnO foram utilizadas como semicondutor ativo e cross-linked PVP (polivinilfenol) e PECVD-SiO2 (plasma enhanced chemical vapor deposition silicon dioxide) como dielétricos de porta para integrar transistores de filmes-finos. Este processo de integração tem por objetivo os pré-requisitos de baixo custo e baixa temperatura (<200°C). Por esta razão, a utilização de técnicas de integração simples, como o spin-coating ou a técnica de sidewall-etchback, foram utilizadas. Infelizmente, existem problemas relacionados à confiabilidade em dispositivos baseados em ZnO, entre eles a degradação no tempo ou a histerese. Após uma investigação experimental da histerese na característica de transferência, um modelo qualitativo para o comportamento observado é proposto. Observou-se que a direção da histerese é afetada pela variação da temperatura quando o dielétrico polimérico é usado. Baseando-se na caracterização dos transistores, a polarização do PVP, as armadilhas na superfície das nanopartículas e na interface com o dielétrico, bem como a liberação de moléculas de oxigênio da superfície das nanopartículas foram atribuídas como as principais causas da histerese. Além disso, uma flutuação discreta da corrente é observada em testes de estresse devido à captura e liberação de portadores em determinados caminhos de corrente no transistor, semelhante a random telegraph signal (RTS), relatado em MOSFET nanométricos. Este resultado suporta o hipotético mecanismo de transporte de elétrons (caminhos de percolação) em filmes compostos por ZnO nanoparticulado.; During the last decades, the interest in flexible electronics has arisen. Systems that present benefits such as low cost, improved performance, transparency, reliability and better environmental credential are being extensively researched by several groups. Thin-film transistors (TFT) have good potential concerning these technologies. Therefore, zinc oxide (ZnO) based devices have been attracting researchers for its electrical, sensory and optical properties. In this work, ZnO nanoparticles were used to integrate thin-film transistors, in which cross-linked PVP (Poly(4-vinylphenol)) and PECVD-SiO2 (plasma enhanced chemical vapor deposition silicon dioxide) were used as gate dielectric layer. The complete integration process targets low cost and low temperature requirements (< 200°C). For this reason, simple process techniques as spin-coating or sidewall-etchback were used. Unfortunately, there are different reliability concerns in ZnO devices, among them aging or hysteresis. An experimental investigation of the hysteresis in the transfer characteristic is performed, and a qualitative model for the observed behavior is proposed. It was observed that the hysteresis direction is affected by temperature variation when the polymeric dielectric is used. The PVP bulk polarization, the traps in nanoparticles and at the polymeric dielectric interface, as well as the desorption of oxygen molecules in the surface of the nanoparticles, were attributed as the main cause of the hysteretic behavior. Moreover, capture and release of charge carriers by traps at determined current paths in the transistor lead to discrete current fluctuations in stress tests, similar to random telegraph signal (RTS) reported in nanoscale MOSFET. This result supports the hypothesis of charge transport mechanism (percolation paths) in nanoparticulate ZnO.