Universitat Rovira i Virgili
García López, Pedro
Sánchez Artigas, Marc
2015-07-17
T 1344-2015
219 p.
Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Informàtica i Matemàtiques
Actualment, els usuaris necessiten grans quantitats d’espai d’emmagatzematge remot per guardar la seva informació personal. En aquesta dissertació, estudiarem dues arquitectures emergents de sistemes d’emmagatzematge d’informació personal: els Núvols Personals (centralitzats) i els sistemes d’emmagatzematge social (descentralitzats). A la Part I d'aquesta tesi, contribuïm desvelant l’operació interna d’un Núvol Personal d’escala global, anomenat UbuntuOne (U1), incloent-hi la seva arquitectura, el seu servei de metadades i les interaccions d’emmagatzematge de dades. A més, proporcionem una anàlisi de la part de servidor d’U1 on estudiem la càrrega del sistema, el comportament dels usuaris i el rendiment del seu servei de metadades. També suggerim tota una sèrie de millores potencials al sistema que poden beneficiar sistemes similars. D'altra banda, en aquesta tesi també contribuïm mesurant i analitzant la qualitat de servei (p.e., velocitat, variabilitat) de les transferències sobre les REST APIs oferides pels Núvols Personals. A més, durant aquest estudi, ens hem adonat que aquestes interfícies poden ser objecte d’abús quan són utilitzades sobre els comptes gratuïts que normalment ofereixen aquests serveis. Això ha motivat l’estudi d’aquesta vulnerabilitat, així com de potencials contramesures. A la Part II d'aquesta dissertació, la nostra primera contribució és analitzar la qualitat de servei que els sistemes d’emmagatzematge social poden proporcionar en termes de disponibilitat de dades, velocitat de transferència i balanceig de la càrrega. El nostre interès principal és entendre com fenòmens intrínsecs, com les dinàmiques de connexió dels usuaris o l’estructura de la xarxa social, limiten el rendiment d’aquests sistemes. També proposem nous mecanismes de manegament de dades per millorar aquestes limitacions. Finalment, dissenyem una arquitectura híbrida que combina recursos del Núvol i dels usuaris. Aquesta arquitectura té com a objectiu millorar la qualitat de servei del sistema i deixa als usuaris decidir la quantitat de recursos utilitzats del Núvol, o en altres paraules, és una decisió entre control de les seves dades i rendiment.
Los usuarios cada vez necesitan espacios mayores de almacenamiento en línea para guardar su información personal. Este reto motiva a los investigadores a diseñar y evaluar nuevas infraestructuras de almacenamiento de datos personales. En esta tesis, nos centramos en dos arquitecturas emergentes de almacenamiento de datos personales: las Nubes Personales (centralización) y los sistemas de almacenamiento social (descentralización). Creemos que, pese a su creciente popularidad, estos sistemas requieren de un mayor estudio científico. En la Parte I de esta disertación, examinamos aspectos referentes a la operación interna y el rendimiento de varias Nubes Personales. Concretamente, nuestra primera contribución es desvelar la operación interna e infraestructura de una Nube Personal de gran escala (UbuntuOne, U1). Además, proporcionamos un estudio de la actividad interna de U1 que incluye la carga diaria soportada, el comportamiento de los usuarios y el rendimiento de su sistema de metadatos. También sugerimos mejoras sobre U1 que pueden ser de utilidad en sistemas similares. Por otra parte, en esta tesis medimos y caracterizamos el rendimiento del servicio de REST APIs ofrecido por varias Nubes Personales (velocidad de transferencia, variabilidad, etc.). También demostramos que la combinación de REST APIs sobre cuentas gratuitas de usuario puede dar lugar a abusos por parte de usuarios malintencionados. Esto nos motiva a proponer mecanismos para limitar el impacto de esta vulnerabilidad. En la Parte II de esta tesis, estudiamos la calidad de servicio que pueden ofrecer los sistemas de almacenamiento social en términos de disponibilidad de datos, balanceo de carga y tiempos de transferencia. Nuestro interés principal es entender la manera en que fenómenos intrínsecos, como las dinámicas de conexión de los usuarios o la estructura de su red social, limitan el rendimiento de estos sistemas. También proponemos nuevos mecanismos de gestión de datos para mejorar esas limitaciones. Finalmente, diseñamos y evaluamos una arquitectura híbrida para mejorar la calidad de servicio de los sistemas de almacenamiento social que combina recursos de usuarios y de la Nube. Esta arquitectura permite al usuario decidir su equilibrio entre control de sus datos y rendimiento.
Increasingly, end-users demand larger amounts of online storage space to store their personal information. This challenge motivates researchers to devise novel personal storage infrastructures. In this thesis, we focus on two popular personal storage architectures: Personal Clouds (centralized) and social storage systems (decentralized). In our view, despite their growing popularity among users and researchers, there still remain some critical aspects to address regarding these systems. In the Part I of this dissertation, we examine various aspects of the internal operation and performance of various Personal Clouds. Concretely, we first contribute by unveiling the internal structure of a global-scale Personal Cloud, namely UbuntuOne (U1). Moreover, we provide a back-end analysis of U1 that includes the study of the storage workload, the user behavior and the performance of the U1 metadata store. We also suggest improvements to U1 (storage optimizations, user behavior detection and security) that can also benefit similar systems. From an external viewpoint, we actively measure various Personal Clouds through their REST APIs for characterizing their QoS, such as transfer speed, variability and failure rate. We also demonstrate that combining open APIs and free accounts may lead to abuse by malicious parties, which motivates us to propose countermeasures to limit the impact of abusive applications in this scenario. In the Part II of this thesis, we study the storage QoS of social storage systems in terms of data availability, load balancing and transfer times. Our main interest is to understand the way intrinsic phenomena, such as the dynamics of users and the structure of their social relationships, limit the storage QoS of these systems, as well as to research novel mechanisms to ameliorate these limitations. Finally, we design and evaluate a hybrid architecture to enhance the QoS achieved by a social storage system that combines user resources and cloud storage to let users infer the right balance between user control and QoS.
Núvols Personals; Emmagatzematge Social; Emmagatzematge Distribuït; Nubes Personales; Almacenamiento Social; Almacenamiento Distribuido; Personal Clouds; Social Storage Systems; Distributed Storage
004 - Computer science and technology. Computing. Data processing; 622 - Mining
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
