Soporte de sistema operativo para ahorro de energía en plataformas móviles con procesadores multicore asimétricos

Los procesadores multicore asimétricos con repertorio común de instrucciones (AMPsAsymmetric Multicore Processors) han sido propuestos recientemente como alternativa de bajo consumo a los procesadores multicore simétricos convencionales. Los AMPs combinan, en un mismo chip, cores rápidos de alto rendimiento, con cores más lentos y sencillos de consumo reducido. Uno de los ejemplos más destacados de procesador multicore asimétrico es el procesador big.LITTLE de ARM, que incorporan algunos modelos de teléfonos móviles y tablets disponibles en la actualidad. Trabajos previos han demostrado que para explotar los beneficios potenciales de los procesadores multicore asimétricos, el sistema operativo debe tener en cuenta el beneficio relativo (speedup) que cada aplicación experimenta al ejecutar en un core rápido frente a un core lento. Actualmente, los planificadores por defecto de los sistemas operativos de propósito general no tienen en cuenta la diversidad de speedups entre aplicaciones que puede estar presente en una carga de trabajo multiprogramada. En consecuencia, la asignación de aplicaciones a cores que hacen estos planificadores no extrae el máximo rendimiento por vatio de la plataforma. Recientemente se han realizado extensiones en el kernel Linux para ofrecer un mejor soporte de planificación en multicore asimétricos. Sin embargo, estas extensiones del planificador, utilizadas fundamentalmente en dispositivos móviles con el sistema operativo Android, tampoco tienen en cuenta la diversidad de speedups en las aplicaciones de la carga de trabajo. Por lo tanto estas extensiones no constituyen una aproximación robusta desde el punto de vista de la eficiencia energética. En este proyecto se lleva a cabo la evaluación exhaustiva de distintos algoritmos de planificación para multicore asimétricos sobre una plataforma provista de un procesador ARM big.LITTLE. El principal objetivo del estudio es cuantificar el grado de eficiencia energética y el rendimiento global proporcionado por implementaciones de estos algoritmos en el kernel Linux sobre hardware multicore asimétrico real.

Soluções de controlo de dispositivos para automação residencial

Nos últimos anos temos assistido ao aparecimento de novos dispositivos inteligentes e sistemas de automação residencial. Com o objetivo de conectar e controlar equi- pamentos eletrónicos, dentro de uma habitação, existe a necessidade de desenvolver soluções integradas de controlo remoto. Os smartphones, apresentam todas as carac- terísticas, poder computacional e portabilidade, ideais para controlo e monitorização deste tipo de dispositivos. Quando se considera o desenvolvimento de um produto novo e dependendo do problema, escolher a abordagem e tecnologias mais adequadas nem sempre é fácil. Este projeto apresenta um conjunto de tecnologias e soluções de controlo baseadas em arquiteturas móveis. Para prova de conceito, e baseado num sistema real (IVIT), é proposta uma solução inovadora usando um smartphone. O IVIT, desenvolve uma tecnologia para aplicar num reservatório de aquecimento de água de inércia variável, com funcionalidades de monitorização, controlo e operação colaborativa do sistema de aquecimento. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho da aplicação ultrapassou as expectativas e que a solução proposta é uma alternativa viável para o controlo de dispositivos para automação residencial usando smartphones.

Esineiden internetin verkkostandardit älykodissa

Tutkielman tavoitteena on esitellä esineiden internetin kokonaisuutta ja tutkia siellä käytettäviä langattomia verkkostandardeja sekä niiden käyttöä älykodissa. Esineiden internetin soveltamisalueet jakautuvat älykodin, teollisuuden ja yhteiskunnan osa-alueisiin. Näistä älykotia käsitellään tutkielmassa tarkemmin. Työssä selvitetään, mitkä ovat esineiden internetin yleisimmät langattomat verkkostandardit ja niiden ominaisuudet. Lisäksi selvitetään, mistä osista älykoti koostuu, mitkä ovat soveltamisalueet ja miten älykoti toimii. Vertailukohteina käytetään kahden suuren elektroniikkavalmistajan, Samsungin ja LG:n, älykotiratkaisuja. Tutkielmassa esitellään esineiden internetin määritelmä, sen historiaa ja käyttökohteita, jotta saadaan yleiskuva esineiden internetin kokonaisuudesta. Tämän jälkeen syvennytään langattomiin verkkostandardeihin, jotka ovat keskeisesti käytössä esineiden internetissä. Kyseiset verkkostandardit ovat Bluetooth, Bluetooth Low Energy, NFC, Wi-Fi, Zigbee ja 6LoWPAN. Lopuksi käsitellään älykotia ja sen ominaisuuksia. Samalla tutkitaan Samsungin ja LG:n älykotilaitteita ja pohditaan niiden toimivuutta. Lisäksi pohditaan verkkostandardien käyttöä älykodeissa sekä esineiden internetin ja älylaitteiden vaikutuksia ihmisiin. Lopputuloksena todetaan, että Wi-Fi, Bluetooth ja Zigbee ovat yleisimmät älykodin verkkostandardit ja että ainoastaan yksi verkkostandardi ei tällä hetkellä riitä monipuolisen älykodin kaikkia toimintoja varten. Vertailussa huomataan Samsungin älykotiratkaisun olevan kehityksessä LG:tä edellä.

Mobility in vehicular networks with multiple access points to the infrastructure

Nowadays there is a huge evolution in the technological world and in the wireless networks. The electronic devices have more capabilities and resources over the years, which makes the users more and more demanding. The necessity of being connected to the global world leads to the arising of wireless access points in the cities to provide internet access to the people in order to keep the constant interaction with the world. Vehicular networks arise to support safety related applications and to improve the traffic flow in the roads; however, nowadays they are also used to provide entertainment to the users present in the vehicles. The best way to increase the utilization of the vehicular networks is to give to the users what they want: a constant connection to the internet. Despite of all the advances in the vehicular networks, there were several issues to be solved. The presence of dedicated infrastructure to vehicular networks is not wide yet, which leads to the need of using the available Wi-Fi hotspots and the cellular networks as access networks. In order to make all the management of the mobility process and to keep the user’s connection and session active, a mobility protocol is needed. Taking into account the huge number of access points present at the range of a vehicle for example in a city, it will be beneficial to take advantage of all available resources in order to improve all the vehicular network, either to the users and to the operators. The concept of multihoming allows to take advantage of all available resources with multiple simultaneous connections. This dissertation has as objectives the integration of a mobility protocol, the Network-Proxy Mobile IPv6 protocol, with a host-multihoming per packet solution in order to increase the performance of the network by using more resources simultaneously, the support of multi-hop communications, either in IPv6 or IPv4, the capability of providing internet access to the users of the network, and the integration of the developed protocol in the vehicular environment, with the WAVE, Wi-Fi and cellular technologies. The performed tests focused on the multihoming features implemented on this dissertation, and on the IPv4 network access for the normal users. The obtained results show that the multihoming addition to the mobility protocol improves the network performance and provides a better resource management. Also, the results show the correct operation of the developed protocol in a vehicular environment.

Infra-estrutura do projecto: SEMCABO-WIFI

Esta tese consiste no estudo, implementação e desenvolvimento da infra-estrutura para o projecto SEMCABO-WIFI. Este projecto está inserido na empresa Sem¬ Cabo, com o objectivo de levar a Internet aos clientes sob a forma de hotspots ou no acesso à ultima milha (Last Míle Access) à casa dos residentes. O projecto também deu origem à própria empresa, levando esta a ISP desde Setembro de 2007. Numa primeira fase, é feita abordagem a Sistemas de Authentícatíon, Authorization e Ac­countíng para ISPs, na vertente WI-FI e apresentadas possíveis soluções comercias e open source. Em seguida, é apresentado a empresa SemCabo, vertente comercial e tecnológica. O sistema base da SemCabo é referido, contemplando a tecnologia de suporte, rede, equipamentos activos, módulos de emissão de sinal WI-FI, segurança, monitorização e portal de autenticação. Os servidores base são indicados posteriormente, sendo efectuado a apresentação de todos os servidores com suporte ao projecto, incluindo alguns pormenores de configuração. São apresentados equipa­ mentos e sistemas utilizados para controlo de acesso à rede (NAS), sendo igualmente descritos pormenores de configuração. ABSTRACT; This thesis is about the study, implementation and development of the infrastructure created for the SEMCABO-WIFI project. This project is inserted in the company SemCabo, with the objective to bring the Internet to costumers in the form of hots­pots or access in last mile to the house of residents. The project also originated the company and led the company to ISP since September 2007. ln the first fase, the approach is about Systems Authentication, Authorization and Accounting for WISPs and presented possible commercial and open source solutions. ln next, the SemCabo company is presented and described their technological and commercial aspects. The base system of the SemCabo is refered, considering the support technology, network equipment, modules emission signal WI-FI, security, monitoring and portal authentication module. Base servers of the SemCabo project are shown, a presentation of all the servers that support the project is made, including some details of the configuration. The equipment and systems used to control network access (NAS) are presented, details of configuration are also described.

A produção de conteúdos midiáticos realizada por jovens e suas possibilidades educativas

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Educação, Programa de Pós-Graduação em Educação, 2016.

Software para la predicción de la propagación electromagnética en interiores en 2D

95 p.

Implementazione e analisi di algoritmi dinamici per trasmissione MPEG-DASH su client Android

Attualmente, la maggior parte dei dati che transitano sulla rete appartiene a contenuti multimediali. Più nello specifico, è lo Streaming Video ad avere la predominanza nella condivisione di Internet; vista la crescita che tale servizio ha subìto negli ultimi anni, si sono susseguiti diversi studi volti allo sviluppo di tecniche e metodologie che potessero migliorarlo. Una di queste è sicuramente l'Adaptive Video Streaming, tecnica utilizzata per garantire all'utente una buona Quality of Experience (QoE) mediante l'utilizzo dei cosiddetti "algoritmi di rate adaptation". Il lavoro svolto in questi studi si è voluto concentrare su due filoni distinti, ma allo stesso tempo confrontabili: la prima parte della tesi riguarda lo sviluppo e l'analisi di alcuni algoritmi di rate adaptation per DASH, mentre la seconda è relativa all'implementazione di un nuovo algoritmo che li possa affiancare, migliorando la QoE nel monitorare lo stato della connessione. Si è quindi dovuta implementare un'applicazione Android per lo streaming video, che fosse conforme allo standard MPEG-DASH e potesse fornire le informazioni di testing da utilizzare per le analisi. La tesi è suddivisa in quattro capitoli: il primo introduce l'argomento e definisce la terminologia necessaria alla comprensione degli studi; il secondo descrive alcuni dei lavori correlati allo streaming adattivo e introduce i due filoni principali della tesi, ovvero gli algoritmi di rate adaptation e la proposta di algoritmo per la selezione dinamica del segmento; il terzo presenta l'app SSDash, utilizzata come mezzo per le analisi sperimentali; infine, il quarto ed ultimo capitolo mostra i risultati delle analisi e le corrispondenti valutazioni.

Wireless solutions for the industrial internet of things

The fourth industrial revolution is paving the way for Industrial Internet of Things applications where industrial assets (e.g., robotic arms, valves, pistons) are equipped with a large number of wireless devices (i.e., microcontroller boards that embed sensors and actuators) to enable a plethora of new applications, such as analytics, diagnostics, monitoring, as well as supervisory, and safety control use-cases. Nevertheless, current wireless technologies, such as Wi-Fi, Bluetooth, and even private 5G networks, cannot fulfill all the requirements set up by the Industry 4.0 paradigm, thus opening up new 6G-oriented research trends, such as the use of THz frequencies. In light of the above, this thesis provides (i) a broad overview of the main use-cases, requirements, and key enabling wireless technologies foreseen by the fourth industrial revolution, and (ii) proposes innovative contributions, both theoretical and empirical, to enhance the performance of current and future wireless technologies at different levels of the protocol stack. In particular, at the physical layer, signal processing techniques are being exploited to analyze two multiplexing schemes, namely Affine Frequency Division Multiplexing and Orthogonal Chirp Division Multiplexing, which seem promising for high-frequency wireless communications. At the medium access layer, three protocols for intra-machine communications are proposed, where one is based on LoRa at 2.4 GHz and the others work in the THz band. Different scheduling algorithms for private industrial 5G networks are compared, and two main proposals are described, i.e., a decentralized scheme that leverages machine learning techniques to better address aperiodic traffic patterns, and a centralized contention-based design that serves a federated learning industrial application. Results are provided in terms of numerical evaluations, simulation results, and real-world experiments. Several improvements over the state-of-the-art were obtained, and the description of up-and-running testbeds demonstrates the feasibility of some of the theoretical concepts when considering a real industry plant.

Un framework per la gestione di moduli di insider threat detection basati su eBPF

Gli Insider Threat sono una problematica complessa e rappresentano una delle problematiche più costose per le organizzazioni: questi ultimi possono, potenzialmente, realizzare grandi guadagni dalle informazioni sottratte danneggiando i clienti e provocando danni irreparabili all’organizzazione. Screening effettuati prima dell’assunzione e la costruzione di un relazione di fiducia basata sulla collaborazione rimangono fondamentali ma, spesso, non sono sufficienti ed è bene integrare il processo di difesa da insider threat all’interno delle business operation. Date queste precondizioni, l’obiettivo di questa tesi è stato quello di cercare un approccio sistematico per affrontare il problema dell’Insider Threat e di fornire nuovi strumenti per la sua detection altamente specializzati nel campo della cyber-security. Dato il campo applicativo, risulta fondamentale rendere questo processo totalmente trasparente al potenziale insider threat. Le più moderne tecniche di hiding, prese dai moderni malware, sono state implementate utilizzando eBPF rendendo possibile unire una quasi totale invisibilità unita alla stabilità garantita da questa tecnologia.

Comparison between 5G private network and Wifi6 in industrial environment

Industry 4.0 refers to the 4th industrial revolution and at its bases, we can see the digitalization and the automation of the assembly line. The whole production process has improved and evolved thanks to the advances made in networking, and AI studies, which include of course machine learning, cloud computing, IoT, and other technologies that are finally being implemented into the industrial scenario. All these technologies have in common a need for faster, more secure, robust, and reliable communication. One of the many solutions for these demands is the use of mobile communication technologies in the industrial environment, but which technology is better suited for these demands? Of course, the answer isn’t as simple as it seems. The 4th industrial revolution has a never seen incomparable potential with respect to the previous ones, every factory, enterprise, or company have different network demands, and even in each of these infrastructures, the demands may diversify by sector, or by application. For example, in the health care industry, there may be e a need for increased bandwidth for the analysis of high-definition videos or, faster speeds in order to have analytics occur in real-time, and again another application might be higher security and reliability to protect patients’ data. As seen above, choosing the right technology for the right environment and application, considers many things, and the ones just stated are but a speck of dust with respect to the overall picture. In this thesis, we will investigate a comparison between the use of two of the available technologies in use for the industrial environment: Wi-Fi 6 and 5G Private Networks in the specific case of a steel factory.

Exploração da implementação actual de IPv6 no Kernel do Linux

A presente dissertação visa retratar a exploração do suporte do protocolo Internet versão seis (IPv6) no kernel do Linux, conjuntamente com a análise detalhada do estado da implementação dos diferentes aspectos em que se baseia o protocolo. O estudo incide na experimentação do funcionamento em geral do stack, a identificação de inconsistências deste em relação aos RFC’s respectivos, bem como a simulação laboratorial de cenários que reproduzam casos de utilização de cada uma das facilidades analisadas. O objectivo desta dissertação não é explicar o funcionamento do novo protocolo IPv6, mas antes, centrar-se essencialmente na exploração do IPv6 no kernel do Linux. Não é um documento para leigos em IPv6, no entanto, optou-se por desenvolver uma parte inicial onde é abordado o essencial do protocolo: a sua evolução até à aprovação e a sua especificação. Com base no estudo realizado, explora-se o suporte do IPv6 no Kernel do Linux, fazendo uma análise detalhada do estado de implementação dos diferentes aspectos em que se baseia o protocolo. Bem como a realização de testes de conformidade IPv6 em relação aos RFC’s.

Real-time scheduling of parallel tasks in the Linux Kernel

This paper proposes a global multiprocessor scheduling algorithm for the Linux kernel that combines the global EDF scheduler with a priority-aware work-stealing load balancing scheme, enabling parallel real-time tasks to be executed on more than one processor at a given time instant. We state that some priority inversion may actually be acceptable, provided it helps reduce contention, communication, synchronisation and coordination between parallel threads, while still guaranteeing the expected system’s predictability. Experimental results demonstrate the low scheduling overhead of the proposed approach comparatively to an existing real-time deadline-oriented scheduling class for the Linux kernel.

Enhancing the real-time capabilities of the Linux Kernel

The mainline Linux Kernel is not designed forhard real-time systems; it only fits the requirements of soft realtimesystems. In recent years, a kernel developer communityhas been working on the PREEMPT-RT patch. This patch(that aims to get a fully preemptible kernel) adds some realtimecapabilities to the Linux kernel. However, in terms ofscheduling policies, the real-time scheduling class of Linux islimited to the First-In-First-Out (SCHED_FIFO) and Round-Robin (SCHED_RR) scheduling policies. These scheduling policiesare however quite limited in terms of realtime performance.Therefore, in this paper, we report one importantcontribution for adding more advanced real-time capabilitiesto the Linux Kernel. Specifically, we describe modificationsto the (PREEMPT-RT patched) Linux kernel to supportreal-time slot-based task-splitting scheduling algorithms. Ourpreliminary evaluation shows that our implementation exhibitsa real-time performance that is superior to the schedulingpolicies provided by the current version of PREMPT-RT. Thisis a significant add-on to a widely adopted operating system.

Exploração da Implementação Actual de IPv6 no Kernel do Linux

A presente dissertação visa retratar a exploração do suporte do protocolo internet versão seis (IPv6) no kernel do Linux, conjuntamente com a análise detalhada do estado de implementação dos diferentes aspectos em que se baseia o protocolo. O estudo incide na experimentação do funcionamento em geral do stack, a identificação de inconsistências deste em relação RFC’s respectivos, bem como a simulação laboratorial de cenários que reproduzam casos de utilização de cada uma das facilidades analisadas. O objecto desta dissertação não é explicar o funcionamento do novo protocolo IPv6, mas antes, centrar-se essencialmente na exploração do IPv6 no kernel do Linux. Não é um documento para leigos em IPv6, no entanto, optou-se por desenvolver uma parte inicial onde é abordado o essencial do protocolo: a sua evolução até à aprovação e a sua especificação. Com base no estudo realizado, explora-se o suporte do IPv6 no kernel do Linux, fazendo uma análise detalhada do estudo de implementação dos diferentes aspectos em que se baseia o protocolo. Bem como a realização de testes de conformidade IPv6 em relação aos RFC’s.