Modelos Estocásticos para Análise de Desempenho e Custo de uma Arquitetura Distribuída Nuvem e Névoa

Abstract

A computação em névoa procura mitigar a limitação da nuvem quanto à alta latência fornecendo serviços flexíveis para os usuários finais na borda da rede. Tanto a computação em nuvem quanto névoa possuem pontos positivos e negativos que impactam no desempenho e custo monetário. A proximidade dos nós da névoa à borda da rede permite adotar computadores de capacidades limitadas à fim de conter custos operacionais e com infraestrutura. Levando em consideração variáveis como latência, carga de trabalho e capacidade computacional, se torna complexo definir em que circunstâncias é mais vantajoso usar a camada de nuvem ou a névoa. Pesquisas anteriores investigaram quando usar cada camada porém com conclusões muito limitadas. Este artigo propõe um modelo de Rede de Petri Estocástica (SPN) para modelar tal cenário considerando a nuvem e a névoa com variadas quantidades de nós e variadas cargas de trabalho. Apresentamos também um estudo de caso com valores reais e uma aplicação benchmark de processamento de texto distribuído. Os resultados apontam que existem casos onde poucos nós da nuvem podem ser mais eficientes do que muitos nós da névoa e vice-versa. Portanto, o presente trabalho pode auxiliar administradores de infraestruturas computacionais a adequar suas arquiteturas encontrando o trade-off entre custo e desempenho.