Uma Análise do Impacto da Qualidade da Internet Móvel na Utilização de Cloudlets

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1 Uma Análise do Impacto da Qualidade da Internet Móvel na Utilização de Cloudlets Philipp B. Costa 1, Paulo a. L. Rego 1, Emanuel F. Coutinho 1 Fernando A.M. Trinta 1, José N. de Souza 1 1 Grupo de Redes de Computadores, Engenharia de Software e Sistemas(GREat) Universidade Federal do Ceará(UFC) - Fortaleza, CE - Brasil SBRC 2014 MAC0463/ Computação Móvel Mariela Atausinchi Fernandez Nro.USP: de agosto de

2 Sumário 1 Introdução 5 2 Fundamentos Tecnologia 4G LTE Ooading Cloudlet MCC Quando Fazer ooading? 10 4 Trabalhos relacionados Medição da Rede Móvel Ooading: Cloudlet x Nuvem Pública e Rede móvel x WiFi Experimentos de Avaliação e Comparação Metodología Experimento I: Medição da Qualidade da Internet Móvel Experimento II: Medição da Cobertura da Rede 4G Experimento III: Onde Fazer Ooading e o Impacto da Rede 4G? Discussão dos Resultados Conclusão e Trabalhos Futuros 18 7 Considerações Finais 18 2

3 Lista de Figuras 1 Usuários de Apps no mundo. Fonte: PCWorld Magazine [11] Gerações de Sistemas celulares. Fonte, [24] Velocidades das redes LTE no Mundo. Fonte, [8] Comparação das Gerações de Tecnologias Móveis. Fonte, [20] Denição de ooading segundo Verbelen. As capacidades de um dispositivo móvel são melhoradas, transferindo tarefas computacionais dele para um servidor disponível perto ou longe na nuvem. Fonte [26] a) Conceito de Cloudlet. b) Diferenças entre Cloudlet e Cloud. Fonte [19] Arquitetura do MCC. Fonte [9] Tradeo: decisão sobre ooading Telas da App NETester. Fonte [6] Telas da App BenchImage. Fonte [5] Taxa de Download e Upload da rede móvel das operadoras. Fonte [18] RTT da rede móvel das operadoras em diferentes localidades. Fonte [18] Cobertura da rede durante os dois trajetos. Fonte [18] Conguração dos 6 Ambientes de Execução Tempo Total de execução(segundos) Tempo Total de processamento para diferentes tamanhos de fotos Tempo gasto com Transferência de dados(segundos)

4 Lista de Tabelas 1 Cronograma da Implantação do 4G. Fonte Anatel [1]

5 1 Introdução Nos últimos anos, o número de dispositivos móveis tem aumentado consideravelmente por ter cada vez um custo mais acessível. Da mesma forma, as aplicações móveis também mostraram e mostrarão um crescimento notável(figura 1) e uma grande aceitação pois o uso das aplicações é cada vez mais amplo [11]. Figura 1: Usuários de Apps no mundo. Fonte: PCWorld Magazine [11] O sucesso deles está no fato de os usuários poderem utilizá-los em qualquer momento e em qualquer lugar, caracterizando a mobilidade como um aspecto fundamental deste tipo de dispositivos [10]. No entanto, a mobilidade requer resolver certas limitações presentes ainda nos dispositivos móveis. Entre os principais desaos a serem superados temos, a capacidade de processamento, freqüentes desconexões, memória, armazenamento dos dados, e principalmente o consumo energético, pois a evolução das baterias não acompanhou a dos outros componentes. Por outro lado, ao longo do tempo, foram emergindo diversas gerações de redes móveis: 1G 1 (Sistemas analógicos como AMPS), 2G 2 (Sistemas digitais como GSM, CDMA ou TDMA), 3G 3 (Sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e taxas maiores que 256 kbps, como EVDO, HSPA, WCDMA) e o 4G 4 (Sistema que possui uma boa redução na latência e uma largura de banda de até 100MHz, tais como, LTE e WIMAX).[15]. Uma das estratégias para reduzir o consumo energético dos dispositivos móveis é usar a técnica de ooading, a qual permitirá executar tarefas computacionais difíceis do dispositivo móvel fora dele. O ooading atribui o processamento dessas tarefas complexas para outra infraestrutura com 1 1G: Primeira Geração das Comunicações Móveis sem o. Foi baseada em sinalização analógica. 2 3G: Segunda Geração das Comunicações Móveis 3 3G: Tecnologia móvel de Terceira Geração baseada na rede sem o de banda larga cumprindo as especicações de Telecomunicações Móveis Internacionais(IMT-2000) estipulada pela ITU(União Internacional de Telecomunicações) 4 4G: Quarta Geração, baseada basicamente em IP(Protocolo de Internet) 5

6 Figura 2: Gerações de Sistemas celulares. Fonte, [24] maior e melhor capacidade computacional e de armazenamento, tais como um Cloudlet ou uma Nuvem pública [18]. Nesse contexto, o trabalho apresenta uma avaliação da qualidade da internet móvel em três cidades do Brasil, um estudo comparativo entre o uso de Cloudlets e a nuvem pública para realizar ooading e quando e onde fazer ooading?. Terminamos com as conclusões feitas pelo autor do artigo e a apresentação de considerações a respeito do tema. 2 Fundamentos 2.1 Tecnologia 4G LTE A quarta geração(4g) de padrões de Telecomunicações Móveis é baseada totalmente no protocolo IP, sendo um sistema e uma rede, que se atinge com ajuda da convergência entre as redes sem o e com o. O 4G tem início com a tecnologia LTE(Long Term Evolution ou Evolução de Longo Prazo). O padrão 4G LTE apesar de não ser considerado como parte do 4G pela ITU 5 por não cumprir certos requisitos técnicos como a velocidade máxima de transmissão de dados 6, comercialmente é aceita como tal. O 4G LTE é denida como um padrão de redes sem o de comunicação de dados de alta velocidade em telefones celulares e terminais de dados e é baseada no GSM/EDGE e UMTS/HSPA. Pode atingir taxas de 300 Mbps para download e de 75 Mbps para upload, tempo de ida e volta RTT(Round Trip Time) 7 de menos de 10ms, e raio das células de até 100km. Porém, essas velocidades dicilmente são alcançadas, devido a diversos fatores tais como a frequência do canal, e a quantidade de antenas que são usadas de maneira simultânea. No Brasil, se tinha a expectativa de que essa tecnologia chegue a uma taxa de pelo menos de 40Mbps, mas não acontece desse jeito. O Olhar Digital 8 fez testes para avaliar a qualidade de serviço 4G de três operadoras, TIM, Claro e Vivo. Os testes ocorreram em 5 locais diferentes de São Paulo utilizando um software especíco de DriveTest, (nesse caso o Nemo Outdoor 9 ) e smartphones de modelo Samsung Galaxy S4 i9505 com a mesma conguração. A Claro e a Vivo operaram com 4G 99.76% e 93.3% das medições respectivamente. A Tim cou em 4G 39.96% do tempo. A velocidade de Download para a Claro foi de 9.8Mbps e de Upload de 9.6Mbps. A velocidade de Download para a Vivo foi de 6.3Mbps e de Upload de 4.8Mbps. No caso da Tim, a velocidade tanto para Download e Upload foi 0Mbps pois a TIM se conecta a 4G, mas prática ainda não opera na tecnologia. 5 International Telecommunication Union 6 Para determinar quais tecnologias pertencem ao 4G deve-se avaliar a velocidade máxima de transmissão de dados, a qual deve car entre 100 Mbps para Comunicações de mobilidade alta(tais como carros e trains) e 1Gbps para Comunicações de mobilidade baixa(tais como pedestres e usuários estacionários)[14] 7 RTT: Conhecida como PING e por Latência. O RTT é o tempo que demoram os pacotes(o tráfego da internet é dividido em pacotes) em sair do dispositivo emisor, chegar ao seu destino e voltar ao emisor 8 Programa da TV. 9 Nemo Outdoor: Software da empresa Anite para fazer testes de redes wireless 6

7 Para ver mais detalhe sobre esse experimento, pode-se assistir o vídeo na seguinte URL http: //olhardigital.uol.com.br/video/38060/ A gura 3 mostra a velocidade média em alguns países onde a tecnologia 4G LTE já funciona há algum tempo. A velocidade de Download varia desde 7.1Mbps até 22.1Mbps. Figura 3: Velocidades das redes LTE no Mundo. Fonte, [8] No Brasil, dependendo da cidade, o serviço 4G LTE é fornecido pelas operadoras, Vivo, Tim, Claro e Oi. As cidades-sede da Copa das Confederações foram inicialmente beneciadas com o 4G LTE(Serviço disponível a partir de Abril de 2013) e posteriormente as cidades-sede e SubSedes da Copa do Mundo 2014 foram consideradas. Até abril do 2014, 27 municípios foram atendidos[25]. Depois mais cidades do Brasil serão beneciadas segundo o cronograma estabelecido pela Anatel 10 [1](Ver tabela 1). Cronograma da Implantação do 4G até 30 de abril de 2013, nas seis cidades-sede da Copa das Confederações (Brasília, Recife, Salvador, Rio de Janeiro, Fortaleza e Belo Horizonte) até o m de 2013, nas seis capitais que vão sediar a Copa do Mundo de 2014 (São Paulo, Porto Alegre, Cuiabá, Curitiba, Manaus e Natal); até 31 de dezembro de 2014, em todas as capitais com mais de 500 mil habitantes até 31 de dezembro de 2015, em todas as cidades com mais de 200 mil habitantes até 31 de dezembro de 2016, em todas as cidades com mais de 100 mil habitantes até 31 de dezembro de 2017, em todas as cidades com mais de 30 mil habitantes Tabela 1: Cronograma da Implantação do 4G. Fonte Anatel [1] Uma tecnologia, que se encontra em desenvolvimento sob os requerimentos da ITU para formar parte da quarta geração é LTE Advanced. Essa tecnologia pretende alcançar uma taxa de até 1 Gbps para download em mobilidade em baixa velocidade, de 100 Mbps em casos de mobilidade em alta velocidade e de 500 Mbps para Upload. Na gura 4, vemos uma tabela comparativa de todas as gerações de Tecnologias Móveis(1G - 5G). 10 Anatel: Agência Nacional de Telecomunicações do Brasil 7

8 2.2 Ooading Figura 4: Comparação das Gerações de Tecnologias Móveis. Fonte, [20] O Ooading foi denido por autores como Tim Verbelen [26] e Eduardo Cuervo [7]. Eles descrevem o ooading como uma técnica que permite executar tarefas computacionais dos dispositivos móveis em outras infraestruturas(por exemplo máquinas virtuais de uma nuvem pública ou cloudlets) com melhores capacidades computacionais e de armazenamento(gura 5). Figura 5: Denição de ooading segundo Verbelen. As capacidades de um dispositivo móvel são melhoradas, transferindo tarefas computacionais dele para um servidor disponível perto ou longe na nuvem. Fonte [26] 8

9 2.3 Cloudlet Existem diversas denições para o Cloudlet. Mahadev Satyanarayanan [19] dene o cloudlet como um dispostivo pequeno com conexão a Internet ou wireless, congurado como uma nuvem que possui os mínimos requisitos de manutenção. O objetivo dos Cloudlets é fazer o ooading em máquinas que estejam na mesma rede local que os dispositivos móveis fazendo uso de redes WiFi que possuam velocidades maiores e latências menores. Dessa forma, os dispositivos móveis podem transferir as tarefas computacionais mais pesadas ao cloudlet, e conseqüentemente conseguiriam reduzir o consumo energético. Na gura 6 (a) se ilustra o conceito de cloudlet segundo Satyanarayanan[19] e na parte (b) podemos ver as principais diferenças entre o cloudlet e o cloud. Figura 6: a) Conceito de Cloudlet. b) Diferenças entre Cloudlet e Cloud. Fonte [19] 2.4 MCC O termo Mobile Cloud Computing - MCC surgiu pela combinação dos conceitos de Computação móvel e Computação na nuvem [17]. Isso converte a ela na ferramenta mais popular entre os usuários de dispositivos móveis para acessar a aplicativos e serviços móveis na internet. Este novo modelo amplia o paradigma de Computação na nuvem com o objetivo de aproveitar a capacidade computacional das máquinas virtuais da nuvem para melhorar o desempenho dos dispositivos móveis e reduzir o consumo de energía através de técnicas como ooading. Na gura 7, pode-se ver a Arquitetura do MCC [9]. Figura 7: Arquitetura do MCC. Fonte [9] 9

10 3 Quando Fazer ooading? Como foi visto na seção 2.2, a técnica de Ooading melhora as capacidades computacionais e de armazenamento dos dispositivos móveis, e é diferente do modelo Cliente - Servidor, no qual o cliente sempre solicita um conteúdo ou função ao servidor. Da mesma forma, também difere do Modelo de Migração usado em Sistemas multiprocessadores, onde um processo pode ser migrado para ns de balanceamento de carga. À diferença do ooading, que migra programas a servidores fora do ambiente computacional imediato do usuário, o Modelo de Migração usualmente faz esse processo desde um computador até outro, mas dentro do mesmo ambiente computacional. Atualmente, as técnicas de ooading são utilizadas para melhorar o desempenho computacional e de armazenamento dos dispositivos móveis, por meio da migração do processamento dos dados a computadores com melhores infraestruturas, visando a economia de energia. No entanto, fazer ooading nem sempre é a solução. Portanto, quando o Ooading aumenta o desempenho do dispositivo móvel? para responder essa pergunta, temos que comparar o tempo de processamento de uma tarefa feita no dispositivo móvel( W P m ) e fora dele( W P c ), incluindo o tempo que demora para fazer a transferência dos dados( Du V u + D d V d ), seja na Nuvem ou em um Cloudlet. O modelo que faz essa comparação, pode ser visto na equação(1). Onde: W : Total de computação a ser realizada W P m > D u V u + W P c + D d V d... (1) P m : Poder de Processamento do dispositivo móvel. P c : Poder de processamento da nuvem. D u : Quantidade de dados enviados do dispositivo móvel para a nuvem. D d : Dados recebidos pelo dispositivo. V u e V d : Vazões de Upload e Download respectivamente. Considerando que a nuvem é K vezes mais rápida do que o smartphone (P c = K P m ) para grandes valores de K, o modelo inicial se reduze à equação(2). Dela, o autor infere que aumentar o poder de processamento do dispositivo móvel e a nuvem não gera resultados que mudem a tomada de decisão. W ( 1 1 ) > D u + D d P m P c V u V d W ( K 1 ) > D u + D d K P m V u V d W > D u + D d... (2) P m V u V d Na gura 8, pode-se ver de forma gráca as diferentes situações para tomar a decisão de quando fazer o ooading. É viável fazer ooading quando o total de computação a ser realizada W é grande e quando a comunicação para transferir dados entre o dispostivo móvel e o cloudlet-nuvem física é menor(poucos dados ou vazões grandes). 10

11 4 Trabalhos relacionados 4.1 Medição da Rede Móvel Figura 8: Tradeo: decisão sobre ooading Na literatura, encontraram-se pesquisas que avaliaram redes móveis em diferentes contextos e lugares(por exemplo EUA, Europa, Asia). Foram usadas nos testes grandes quantidades de usuários da rede, e diferentes metodologías. A seguir, alguns trabalhos relacionados à pesquisa, citados no artigo: [Sommers and Barford 2012][23] Compararam o desempenho da rede celular e WiFi utilizando o SpeedTest áreas metropolitanas dos EUA, Europa e Ásia foram envolvidas. Focaram-se nas métricas de Download, Upload e Latência. [Shepard 2011][21] Mediram a qualidade das redes sem o e o uso de smartphones utilizando o LiveLab. Utilizaram 25 usuários nos testes durante 6 meses. [Chen 2013][3] Avaliaram o desempenho da rede móvel de 3 operadoras dos EUA. (2 com 4G LTE e uma com 3G CMDA). Avaliaram o desempenho de utilizar MPTCP 12. [Huang 2012][13] Fizeram experimentos utilizando o 4GTest e 3GTest 13 nos EUA para medir as taxas de Download e Upload, RTT e Jitter 14 de redes WiFi, 3G e 4G. 11 SpeedTest: Disponível em 12 MPTCP: TCP de múltiplos caminhos 13 3GTest: Disponível no 14 jitter: Também conhecido como a variação da latência no tempo 11

12 Fizeram testes com mais de 3000 usuários. Geraram um modelo de consumo de energia para redes 4G LTE. Pode-se destacar que até antes da pesquisa ser realizadaa não existiam avaliações da rede móvel brasileira. No entanto, para fazer essa monograa, encontramos um material na internet disponível, que fez a avaliação da qualidade do 4G LTE em certos locais do São Paulo [8]. A descrição do experimento foi descrito, na seção Ooading: Cloudlet x Nuvem Pública e Rede móvel x WiFi A seguir, descreve-se de forma sucinta os trabalhos citados no artigo, os quais zeram estudos sobre a utilização de Cloudlet e a nuvem para fazer Ooading. Alguns deles são: MAUI [Cuervo 2010][7] Utiliza servidores remotos na nuvem para executar tarefas muito complexas. Desenvolveram um sistema de decisão para determinar quais processos serão executados dentro do dispositivo móvel e quais fora dele. [Kosta 2012][16] Implementaram o framework ThinkAir, o qual virtualiza smartphones com SO Android na nuvem para fazer ooading. CloneCloud [Chun 2011] e COMET [Gordon 2012][4] Usaram Clones para realizar tarefas do dispositivo móvel. Avaliaram a conexão WiFi e 3G para a comunicação entre o dispositivo móvel e a nuvem. [Barbera 2013] [2] Utilizaram duas estratégias para sincronizar o smartphone e o clone. Avaliaram o impacto da banda e latência de redes 2G, 3G e WiFi nas duas estratégias e no consumo de energia do dispositivo. Vários desses trabalhos se focaram em aproveitar o ooading para transferir o processamento pesado dos dispositivos móveis para os servidores remotos na nuvem. Alguns deles utilizaram nos testes a rede 2G ou 3G mas não 4G. Nos experimentos desse artigo[18] se empregou 4G LTE no caso de três operadoras e 3G no caso de uma operadora só. 12

13 5 Experimentos de Avaliação e Comparação 5.1 Metodología Durante a pesquisa do artigo[18] foram desenvolvidas duas aplicações em Android para fazer os experimentos, o Netester e o BenchImage. Ambas as aplicações estão disponíveis no Google Play Store. O NetTester(gura 9) 15 avalia a qualidade da rede móvel no Brasil em um dispositivo móvel. A App mostra o tipo da rede móvel, a quantidade de pacotes perdidos, quantidade de dados enviados, taxas de transferência dos dados (upload e download), intervalos de chegada dos pacotes(jitter) e os resultados de ping do protocolo TCP e UDP. Figura 9: Telas da App NETester. Fonte [6] O BenchImage(gura 10) 16, uma ferramenta de processamento de imagens que permite aplicar efeitos de cartoonizer em fotos. Ele pode fazer completa ou parcialmente o processamento no dispositivo móvel ou transferir essa tarefa para o Cloudlet ou a Nuvem física. Em seguida o dispositivo recebe a foto com o efeito aplicado. A Avaliação da qualidade da internet se fez em 3 cidades-sede da Copa do Mundo 2014, Fortaleza, Recife e Salvador. A maioria dos experimentos foi realizada em Fortaleza e as outras foram escolhidas por carem perto de Fortaleza. Além da implementação das apps, foram contratados os serviços de 4G LTE e 3G de 4 operadoras. Os nomes delas não foram mencionados, em seu lugar, denominaram-nas operadora 1, operadora 2, operadora 3 e operadora 4. Apesar de que as 4 operadoras são provedoras de 4G LTE no Brasil, somente as 1,2,3 tinham cobertura nessas 3 cidades. Dessa forma, foi necessário o serviço de 3G para a operadora NETester: Disponível em https://play.google.com/store/apps/details?id=br.ufc.mdcc.netester&hl=es_ BenchImage: Disponível em https://play.google.com/store/apps/details?id=br.ufc.mdcc.benchimage&hl= es_419 13

14 Figura 10: Telas da App BenchImage. Fonte [5] 5.2 Experimento I: Medição da Qualidade da Internet Móvel Para medir a qualidade da internet móvel se fez um primeiro experimento sobr as seguintes condições: Foram feitas 10 execuções da aplicação NETester para cada operadora, em 4 localidades das 3 cidades Foram sorteadas as operadoras para denir a ordem das execuções. O experimento foi realizado no mesmo dia e horário. Foi utilizado o mesmo smartphone para que congurações de hardware e software não afetassem os resultados. Os resultados foram agrupados para calcular média, limite inferior e superior. Os resultados do experimento I podem ser apreciados nas guras 11 e 12. Na gura 11 pode-se ver a variabilidade entre as taxas de download e upload para os 4 cenários nas três cidades. A diferença é ainda mais notável nas redes 4G. Adicionalmente note-se que nem todas as operadoras provedoras do serviço 4G têm cobertura nas 4 localidades, apesar de serem cidades-sede da Copa do Mundo de Somente a operadora 1 teve cobertura em todas as localidades. Consideramos que as diferentes escalas utilizadas, particularmente nos grácos da gura 11 impedem uma adequada comparação dos resultados obtidos neste experimento. Note-se que, por causa da indisponibilidade dos valores exatos dos dados não foi possível refazer os grácos. Por outro lado, no experimento I, também se mensurou o RTT 17 da rede móvel nas 4 localidades. Na gura 12, o resultado mostra a variabilidade no RTT entre o dispositivo móvel e a nuvem física(máquinas virtuais criadas em Amazon - São Paulo). Note-se que existe uma alta variabilidade no RTT de 90 a 160 ms aproximadamente para a operadora 1 apesar de ter cobertura 4G em todas as localidades. Essa variação pode causar uma degradação de desempenho, especialmente das aplicações de tempo real. 17 RTT(Round Trip Time): Conhecida como PING ou por Latência. O RTT é o tempo que demoram os pacotes(o tráfego da internet é dividido em pacotes) em sair do dispositivo emissor, para chegar ao seu destino e voltar ao emissor 14

15 Figura 11: Taxa de Download e Upload da rede móvel das operadoras. Fonte [18] Figura 12: RTT da rede móvel das operadoras em diferentes localidades. Fonte [18] 5.3 Experimento II: Medição da Cobertura da Rede 4G O experimento II tinha como objetivo avaliar a cobertura da rede para pequenos trajetos e foi feito sob as seguintes condições: O cenário foi a cidade de Fortaleza. Foram feitas duas execuções do NETester para cada operadora. A primeira execução se fez durante uma caminhada de 1.5 km no campus da UFC 18. A segunda execução foi feita durante o trajeto de 6 km, de carro, entre o campus e a reitoria da UFC. Foi feito um único smartphone durante os testes, para evitar que o hardware e o software afetassem os resultados dos testes. Na gura 13, vemos que a única operadora que tem cobertura de rede 4G nos dois trajetos foi a operadora 1, as operadoras 2 e 3 têm uma cobertura parcial e a quarta operadora tem um desempenho terrível. 18 UFC: Universidade Federal de Ceará. 15

16 Figura 13: Cobertura da rede durante os dois trajetos. Fonte [18] 5.4 Experimento III: Onde Fazer Ooading e o Impacto da Rede 4G? O experimento III foi feito sob as seguintes condições: Deniram-se 6 ambientes de execução (gura 14) Figura 14: Conguração dos 6 Ambientes de Execução Executou-se 10 vezes a App BenchImage, para cada tamanho de imagem: 0.3 MP, 1 MP, 2 MP, 4 MP e 8 MP), aplicando o efeito cartoonizer 19 nos 6 ambientes de execução. A aplicação foi executada totalmente em dois smartphones de modelos e congurações diferentes. A aplicação foi executada fazendo Ooading em Cloudlets. A aplicação foi executada fazendo Ooading em duas instâncias criadas na Nuvem Pública de Amazon EC2. 19 Cartoonizer: Efeito que aplica ltros em uma imagem, o gaussuiano e o ColorDodgeBlend 16

17 Uutilizou-se uma rede WiFi dedicada para o caso de Cloudlets. e para executar na nuvem se utilizou WiFi e 4G LTE. Nas guras 15, 16, 17, podem-se ver os resultados deste último experimento. Um primeiro resultado obtido(gura 15) foi o tempo total de execução (média e intervalo de conança) da aplicação BenchImage para cada tamanho de foto e ambiente de execução. Note-se que no geral, utilizando os smartphones(lg Local e S3 Local) os tempos de processamento são altos. Por esse motivo, fazer ooading se converte em uma boa alternativa nesses casos. Figura 15: Tempo Total de execução(segundos) Na gura 16, podem ser vistos o segundo resultado obtido. Nele se vê o tempo de processamento 20 para os tamanhos de fotos de 8, 2 e 0, 3 MP. Observe-se que as diferenças dos tempos de processamentos nas instâncias conguradas na nuvem e nos dois cloudlets foram as esperadas tal como foi explicado na seção 3(equação 1). Figura 16: Tempo Total de processamento para diferentes tamanhos de fotos Por último, um terceiro resultado foi obtido(gura 17). Nele, pode-se apreciar o tempo gasto na transferência de dados entre o dispositivo móvel e o cloudlet usando a rede WiFi dedicada. Além disso, pode-se ver também o tempo utilizado na transferência de dados entre os dispositivo móvel e a nuvem utilizando WiFi e 4G. Segundo os resultados, pode-se perceber que o menor tempo gasto na transferência de dados para fazer download e upload acontece na rede WiFi Local no caso do cloudlet, comparado ao tempo gasto na transferência do dispositivo e a nuvem utilizando o 4G ou WiFi, o qual é superior. Por isso, o tempo gasto de transferência é um fator que impacta no tempo total de execução e é tomado em consideração na tomada da decisão de onde e quando fazer ooading. 20 O tempo de processamento não considera o tempo de transferência da foto desde o smartphone até o servidor remoto nem o tempo utilizado para carregar e salvar a foto o qual é de aproximadamente 1 segundo 17

18 Figura 17: Tempo gasto com Transferência de dados(segundos) 5.5 Discussão dos Resultados Dos experimentos feitos na seção 5, o autor infere principalmente 4 pontos: Existem diversos fatores, relacionados à qualidade de internet que inuenciam na decisão de quando e onde fazer ooading. No experimento III, viu-se que executar o app no smartphone pode ser até 24 vezes mais lento que o fazer o ooading no Cloudlet. A tecnologia 4G permitiu aos dispositivos móveis ter uma internet banda larga. A tecnologia 4G pode ser considerado como uma ótima alternativa para viabilizar a mobilidade. 6 Conclusão e Trabalhos Futuros O autor do artigo avaliou a qualidade de internet móvel em 3 capitais do Nordeste do Brasil. Fez um estudo comparativo entre o uso dos Cloudlets e Nuvem Pública para fazer Ooading e discutiu os fatores que impactam na decisão de Quando e Onde fazer Ooading. Os trabalhos futuros que o autor propõe para mais adiante são avaliar a eciência energética de se utilizar a rede 3G, 4G e WiFi para realizar Ooading de dados e Processamento e implementar um framework para facilitar a tomada de decisão de quando e onde fazer Ooading, semelhante ao sistema desemvolvido pelo MAUI[7]. 7 Considerações Finais Particularmente achamos que fazer Ooading utilizando Cloudlets ou a um tipo de Nuvem é uma boa alternativa que se está usando comumente hoje, para resolver os problemas do desempenho limitado dos dispositivos móveis. No entanto, se a conexão que possui o dispositivo móvel para transmitir os dados fora dele é ruim, a latência e o consumo de energia podem ser altos, de modo que a técnica de ooading pode ser melhorada. Além do uso de Cloudlets e a nuvem física utilizadas nesse artigo[18] Alternativamente, propomos o uso do novo paradigma MDC(Mobile Device Cloud)[12], o qual tenta não só superar indisponibilidade dos cloudlets ou das nuvens, mas também tem como objetivo otimizar o tempo e energia, transferindo tarefas computacionalmente difíceis do dispositivos móveis para um conjunto 18

19 de outros dispositivos móveis próximo do dispositivo em questão, que podem realizar as tarefas em nome dele. Por outro lado, como foi visto na seção 2.1, os resultados do experimento feito pelo Olhar Digital mostram semelhanças ao resultados do experimento I do artigo. Ambos os testes, mostram que a cobertura do 4G LTE não é uniforme e nem tem a qualidade esperada. Segundo o presidente do SindiTelebrasil 21 por conta da copa do mundo, a infraestrutura das operadoras melhorou consideravélmente especialmente nas cidades-sede. A infraestrutura teve um aumento médio de 28% nesses dois últimos anos. Entre as melhoras, se fez a instalação de mais de 15 mil novas antenas 3G e 4G e 120 mil pontos de wi- e 10 mil quilômetros de bra ótica[22]. O representante do SindiTelebrasil também arma que os trabalhos continuam, pelo que se espera uma melhora na qualidade da internet. Para conhecer maiores detalhes do projeto, encontra-se disponível na internet o video sobre as Telecomunicações do Brasil na Copa, que pode ser acessado no link Com respeito à metodologia sobre a medição do desempenho para diferentes redes móveis feita no artigo[18], consideramos que foi pouco convincente, pelo fato de fazer poucos testes. Além disso, achamos também que para conseguir que as operadoras estivessem sujeitas às mesmas condições de rede nas máquinas de Amazon EC2 e tivessem a mesma oportunidade no mesmo horário no dia, no lugar de fazer as execuções dos testes em uma ordem aleatória, poderia ter sido feito o experimento de forma simultânea utilizando três dispositivos móveis que tenham o mesmo hardware e software, um para cada operadora. O uso de Cloudlet tem certas vantagens que foram explicadas na seção 2.3, mas tem desvantagens também. Consideramos que a maior desvantagem é que o cloudlet não tem a mesma capacidade computacional que tem uma nuvem pública como do Google ou da Amazon. No entanto, em determinados contextos o uso de cloudlets pode ser uma boa solução ou talvez a única. O custo do uso de um cloudlet e de uma nuvem pode ser também avaliado. No geral, provedoras de serviços da nuvem como Google, Amazon e Microsoft terão um custo maior que um cloudlet. Referências [1] Anatel. Equipamentos 4g. do?coditemcanal=1856&nomevisao=cidad%e3o&nomecanal=equipamentos%204g& nomeitemcanal=equipamentos%204g, Junho [2] Marco V Barbera, Sokol Kosta, Alessandro Mei, and Julinda Stefa. To ooad or not to ooad? the bandwidth and energy costs of mobile cloud computing. In INFOCOM, 2013 Proceedings IEEE, pages IEEE, [3] Yung-Chih Chen, Yeon-sup Lim, Richard J Gibbens, Erich M Nahum, Ramin Khalili, and Don Towsley. A measurement-based study of multipath tcp performance over wireless networks. In Proceedings of the 2013 conference on Internet measurement conference, pages ACM, [4] Byung-Gon Chun, Sunghwan Ihm, Petros Maniatis, Mayur Naik, and Ashwin Patti. Clonecloud: elastic execution between mobile device and cloud. In Proceedings of the sixth conference on Computer systems, pages ACM, [5] Philipp B. Costa. Benchimage. benchimage_jhybk.html, Dezembro [6] Philipp B. Costa. Netester. netester_jhybj.html, Outubro [7] Eduardo Cuervo, Aruna Balasubramanian, Dae-ki Cho, Alec Wolman, Stefan Saroiu, Ranveer Chandra, and Paramvir Bahl. Maui: making smartphones last longer with code ooad. In 21 SindiTelebrasil: Sindicato Nacional das Empresas de Telefonia e de Serviço Móvel Celular e Pessoal 19

20 Proceedings of the 8th international conference on Mobile systems, applications, and services, pages ACM, [8] Olhar Digital. Avaliação da rede 4g lte em são paulo. video/38060/38060, Outubro [9] Hoang T Dinh, Chonho Lee, Dusit Niyato, and Ping Wang. A survey of mobile cloud computing: architecture, applications, and approaches. Wireless communications and mobile computing, 13(18): , [10] Mark Dunlop and Stephen Brewster. The challenge of mobile devices for human computer interaction. Personal Ubiquitous Comput., 6(4):235236, January [11] PCWorld em espanhol/magazine de tecnologia. Uso de aplicativos móveis no mundo. asi-es-el-uso-de-las-aplicaciones-moviles-en-el-mundo-infografia.html, Agosto [12] Afnan Fahim, Abderrahmen Mtibaa, and Khaled A Harras. Making the case for computational ooading in mobile device clouds. In Proceedings of the 19th annual international conference on Mobile computing & networking, pages ACM, [13] Junxian Huang, Feng Qian, Alexandre Gerber, Z Morley Mao, Subhabrata Sen, and Oliver Spatscheck. A close examination of performance and power characteristics of 4g lte networks. In Proceedings of the 10th international conference on Mobile systems, applications, and services, pages ACM, [14] Shivam Jaiswal, Ajay Kumar, and Neha Kumari. Development of wireless communication networks: From 1g to 5g. [15] Varsha Khare, Shubhanshi Garg, Sapna Shukla, and Paramanand Sharma. Comparative study of 1g, 2g, 3g and 4g. Journal of Engineering Computers & Applied Sciences, 2(4):5563, [16] Sokol Kosta, Andrius Aucinas, Pan Hui, Richard Mortier, and Xinwen Zhang. Thinkair: Dynamic resource allocation and parallel execution in the cloud for mobile code ooading. In INFOCOM, 2012 Proceedings IEEE, pages IEEE, [17] Leslie Liu, Randy Moulic, and Dennis Shea. Cloud service portal for mobile device management. In e-business Engineering (ICEBE), 2010 IEEE 7th International Conference on, pages IEEE, [18] Emanuel F. Coutinho Fernando A.M. Trinta e José N. de Souza Philipp B.Costa, Paulo A.L. Rego. Uma análise do impacto da qualidade da internet móvel na utilização de cloudlets. Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos - SBRC, [19] Mahadev Satyanarayanan, P. Bahl, R. Caceres, and N. Davies. The case for vm-based cloudlets in mobile computing. Pervasive Computing, IEEE, 8(4):1423, Oct [20] Pankaj Sharma. Evolution of mobile wireless communication networks-1g to 5g as well as future prospective of next generation communication network. International Journal of Computer Science and Mobile Computing, 2:4753, [21] Clayton Shepard, Ahmad Rahmati, Chad Tossell, Lin Zhong, and Phillip Kortum. Livelab: measuring wireless networks and smartphone users in the eld. ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review, 38(3):1520, [22] SindiTeleBrasil. infraestructura de telecomunicações melhorada pela copa do mundo Junho

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