sâmbătă , 23 iunie 2018
roen

Art. 01 – Vol. 27 – Nr. 4 – 2017

ABORDAREA DEW COMPUTING CA EXTENSIE A ARHITECTURILOR ORIENTATE CLOUD -ANALIZĂ DE OPORTUNITATE

Gabriel NEAGU
gneagu@ici.ro
Marilena IANCULESCU
manina@ici.ro
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Informatică – ICI Bucureşti

Rezumat: Lucrarea semnalează conceptul dew computing, abordat în literatura de specialitate cu precădere în ultimii doi ani. Similar cu fog computing, apărut în contextul dezvoltării Internet of Things, dew computing reprezintă o soluţie de îmbogăţire a arhitecturilor distribuite orientate cloud computing, prin reconsiderarea rolului calculatoarelor locale în raport cu resursele cloud. Într-o asemenea arhitectură, un server dew, aflat în proximitatea utilizatorului local, are rolul de a rezolva problemele accesibilităţii şi disponibilităţii datelor şi serviciilor cloud la care acest utilizator are acces, în cazul întreruperii conexiunii Internet cu infrastructura cloud. Sunt prezentate specificul abordării dew bazat pe caracteristicile de independenţă şi colaborare, arhitectura cloud-dew – o extensie a arhitecturii client-server bazată pe conceptul server dew, categoriile dew computing reprezentând resurse disponibile pe serverul dew (ca de exemplu subset de site web, spaţiu de stocare sincronizat cu copia sa în cloud, bază de date cu rol de backup pentru o bază de date din cloud, produs software, platformă sau calculator în dew). Având în vedere tematica proiectului de cercetare suport pentru investigaţia care a stat la baza acestei lucrări, ultima parte a lucrării este dedicată problematicii sistemelor dedicate îmbătrânirii active şi sănătoase, pentru care soluţia poate fi o arhitectură flexibilă de tip cloud-fog-dew şi utilizarea unor tehnologii moderne pentru suportul interacţiunii utilizator-sistem. Platforma integrată de servicii online ProActive Ageing este prezentată din perspectiva extinderii serviciilor furnizate prin utilizarea potenţialului oferit de dew computing.

Cuvinte cheie: arhitectură client-server, fog computing, cloud computing, dew computing, arhitectura cloud-dew, categorii dew, sisteme dedicate îmbătrânirii active şi sănătoase.

Introducere: Dew computing (DC), ca şi fog computing (FC), este o paradigmă de calcul apărută după acceptarea pe scară largă a cloud Computing (CC). Norul (cloud) este departe, ceaţa (fog) este mai aproape, iar roua (dew) este aproape, pe pământ. În plus, continuând comparaţia metaforică, o picătură de rouă este mult mai mare decât particulele de ceaţă. Astfel, CC este îndepărtat şi depinde de conexiunile la Internet; FC se află în proximitatea utilizatorilor; DC este chiar la utilizator şi implică echipamente mai puternice decât cele specifice FC.

Din punct de vedere al dispozitivelor de calcul din arhitectura sistemelor distribuite de tip IoT:

  • CC implică servere  mari  şi  baze  de date uriaşe;
  • DC implică calculatoare şi baze de date de mărime medie (desktop, laptop, hand-held);
  • FC implică o cantitate imensă de dispozitive de automatizare mici, inclusiv senzori, controlere, chip-uri, discuri, dispozitive de reţea etc.

Această departajare după tipul echipamentelor cu care lucrează corespunde în fapt raţiunii pentru care au fost dezvoltate cele două modele de calcul.

Cisco defineşte Fog computing drept o paradigmă care extinde CC şi serviciile la marginea reţelei şi care, similar cu CC, oferă utilizatorilor finali servicii de date, calcul, stocare şi aplicaţii. Caracteristicile distinctive ale FC sunt, conform [2]:

  • apropierea de utilizatorii finali;
  • distribuţia geografică densă;
  • sprijinul pentru mobilitate.

O definiţie recentă pune accentul pe conexiunea cu cloud [15]: “Fog computing este o arhitectură de calcul distribuită geografic, cu un bazin de resurse alcătuit din unul sau mai multe dispozitive eterogene conectate omniprezent  la marginea reţelei şi care nu sunt susţinute exclusiv de serviciile cloud, destinată să furnizeze în mod colaborativ servicii elastice de calcul, stocare şi comunicare (pe lângă multe alte servcii), în medii izolate, pentru o comunitate largă de clienţi aflaţi în proximitate”.

FC a apărut în contextul dezvoltării sistemelor Internet of Things (IoT) ca răspuns la cerinţa de a oferi resurse de calcul şi de memorare cât mai aproape de locul de generare a datelor de către senzori şi dispozitive inteligente. Datorită volumului mare de date IoT, al vitezei lor de generare şi al problemelor de comunicaţii legate de migrarea integrală a acestora în cloud pentru a fi procesate şi stocate, FC extinde arhitectura sistemelor IoT orientată exclusiv cloud cu un nivel intermediar, care oferă resursele necesare pentru pre-procesarea, analiza şi filtrarea acestora.

DC este un subiect de cercetare relativ recent, fiind reflectat mai consistent în publicaţii în ultimii doi ani.

Lucrarea de faţă îşi propune să prezinte în sinteză acest concept şi principalele aspecte legate de implementarea sa ca o componentă a infrastructurii distribuite orientate cloud. În continuare, lucrarea este structurată după cum urmează: Secţiunea 2 prezintă caracteristicile de independenţă şi cooperare care stau la baza definirii acestui concept, precum şi arhitectura cloud-dew ca soluţie de organizare a datelor şi programelor de pe calculatorul local, de integrare a utilizării lor în context web şi de sincronizare cu conţinutul resurselor similare din cloud. În secţiunea 3 sunt trecute în revistă principalele categorii de resurse dew şi specificul acestora. Secţiunea 4 este dedicată problematicii sistemelor dedicate îmbătrânirii active şi sănătoase şi prezentării unui exemplu din literatură de implicare a dew computing într-o soluţie de arhitectură adaptată problemelor identificate. Secţiunea 5 prezintă beneficiile şi oportunităţile pe care le poate aduce aplicarea unei arhitecturi cloud-dew în cazul unei soluţii de eSănătate dezvoltată în cadrul proiectului ProActive Ageing. În secţiunea finală a lucrării sunt formulate câteva concluzii privind utilitatea şi posibilităţile de valorificare a acestui concept.

Vizualizează articolul complet

ACEST ARTICOL POATE FI CITAT CA:
Gabriel NEAGU, Marilena IANCULESCU, Abordarea dew computing ca extensie a  arhitecturilor orientate cloud – analiză de oportunitate, Revista Română de Informatică şi Automatică, ISSN 1220-1758, vol. 27(4), pp. 5-14, 2017.

Concluzii: Arhitectura cloud-dew este o extensie a arhitecturii client-server, bazată pe conceptul dew server – un server web instalat pe calculatorul local, care permite navigarea pe web în lipsa conexiunii Interent, pe baza sincronizării între resursele de date şi aplicaţii accesibile în local cu datele şi serviciile cloud. Lucrarea prezintă specificul dew computing în raport cu fog computing şi în contextul arhitecturilor distribuite orientate cloud computing. Deşi implementări punctuale în spiritul conceptului au existat şi anterior formulării acestuia,  promovarea sa în ultimii doi ani pune accent pe complemetaritate în raport cu celelalte două concepte şi pe contribuţia sa în reconsiderarea rolului resurselor locale, din proximitatea utilizatorului, într-o astfel de infrastructură distribuită.

Interesul pentru această abordare este legat de identificarea unor direcţii de actualizare arhitecturală şi tehnologică pentru sisteme dedicate îmbătrânirii active şi sănătoase, abordate în cadrul colectivului de cercetare. În mod concret, este avut în vedere  proiectul ProActiveAgeing. Extinderea platformei integrate de servicii online ProActiveAgeing cu ajutorul dew computing are potenţialul de a facilita persoanelor în vârstă accesul la servicii de sănătate mai eficiente şi personalizate, cu un accent puternic pe incluziune, calitate a vieţii
şi independenţă.

Recunoaştere

Prezenta lucrare a beneficiat de suportul proiectului ProActive Ageing, finanţat prin programul PN-II-PT-PCCA-2014 Parteneriate, în perioada 2014-2017.

BIBLIOGRAFIE

  1. ALEXANDRU, A.; IANCULESCU M.: Enabling Assistive Technologies to Shape the Future of the Intensive Senior-Centred Care: A Case Study Approach, Studies in Informatics and Control, ISSN 1220-1766, vol. 26(3), 2017, pp. 343-352.
  2. BONOMI, F.; MILITO, R.; ZHU, J.; ADDEPALLI, S.: Fog computing and its role in the internet of things. In Proceedings of the first edition of the MCC workshop on Mobile cloud computing, AMC, 2012, pp. 13–16.
  3. DRAGO, I.; MELLIA, M.; MUNAFO, M.; SPEROTTO, A.; SADRE, R.; PRAS, A.: Inside dropbox: Understanding personal cloud storage services. In Proceedings of the ACM conference on Internet measurement conference, New York, NY, USA, 2012, pp. 481-494.
  4. Google Inc.: Google Drive, accesat 22.03.2017. (https://drive.google.com)
  5. Google Inc.: Google Drive Offline, accesat 22.03.2017. (https://support.google.com/drive/answer/2375012?co=GENIE.Platform%3DDesktop&hl=en)
  6. GORDIENKO, Y. et al.: Augmented Coaching Ecosystem for Nonobtrusive Adaptive Personalized Elderly Care on the Basis of Cloud-Fog-Dew Computing Paradigm. In Proceedings of the MIPRO 2017 Conference, 22-26.05.2017, Opatija, Croatia, pp. 387-392.
  7. HABERKERN, K.; SZYDLIK, M.: State care provision, societal opinion and children’s care of older parents in 11 European countries. Ageing and Society, 30(2), Cambridge University Press, 2010, pp. 299-323. doi.org/10.1017/ S0144686X09990316.
  8. HERNANDEZ, C. et al.: Integrated care services: lessons learned from the deployment of the NEXES project. Int. Journal of Integrated Care, 15(1), 2015. (https://www.ijic.org/articles/10.5334/ijic.2018/)
  9. MUSLU, K.; BIRD, C.; NAGAPPAN, N.; CZERWONKA, J.: Transition from Centralized to Decentralized Version Control Systems: A Case Study on Reasons, Barriers, and Outcomes. In Proceedings of the 36th International Conference on Software Engineering, Hyderabad, India, 2014, pp. 334-344.
  10. SMITH, A.: Older adults and technology use: Adoption is increasing but many seniors remain isolated from digital life. Pew Research Center, 2014.  (http://www.pewinternet.org/2014/04/03/olderadults-and-technology-use).
  11. WANG, Y.: The Relationships among Cloud Computing, Fog Computing, and Dew Computing. Dew Computing Research, accesat 08.06.2017. (http://www.dewcomputing.org/index.php/2015/11/12/the-relationships-among-cloud-computing-fog-computing-and-dew-computing/)
  12. WANG, Y.: Defnition and categorization of dew computing. Open Journal of Cloud Computing (OJCC), 3(1), 2016, pp. 1–7.
  13. WANG, Y.: Cloud-dew architecture. International Journal of Cloud Computing, 4(3), 2015, pp. 199–210.
  14. WHITE, D. S.; LE CORNU, A.: Visitors and Residents: A new typology for online engagement. First Monday, 16(9), 2011. (http://firstmonday.org/article/view/3171/3049)
  15. YI, S.; HAO, Z.; QIN, Z.; LI, Q.: Fog Computing: Platform and Applications. In Proceedings of the Third IEEE Workshop on Hot Topics in Web Systems and Technologies (HotWeb), Washington, 12-13.11.2015, pp. 73-78.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.