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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/54702

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dc.contributor.advisorBALIEIRO, Andson Marreiros-
dc.contributor.authorSOUZA, Caio Bruno Bezerra de-
dc.date.accessioned2024-01-23T16:16:57Z-
dc.date.available2024-01-23T16:16:57Z-
dc.date.issued2023-09-29-
dc.identifier.citationSOUZA, Caio Bruno Bezerra de. Dynamic resource allocation for URLLC and eMBB services in NFV-MEC 5G networks. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/54702-
dc.description.abstractThe Fifth Generation of mobile networks (5G) seeks to support a diversity of applications categorized into three types: enhanced Mobile Broadband (eMBB), massive Machine Type Communications (mMTC), and Ultra Reliable Low Latency Communications (URLLC), being their coexistence a major challenge. Multi-access Edge Computing (MEC), Network Function Virtualization (NFV) and Network Slicing (NS) emerge as complementary paradigms that shall support both eMBB and URLLC by offering fine-grained on-demand distributed resources closer to the User Equipment (UE) with a shared utilization of physical infrastructure. In this work, we have addressed the combination of MEC, NFV, NS and dynamic virtual resource allocation in order to overcome the problem of resource dimensioning in the network edge core. Thus, we have designed an analytical model to evaluate how requests are managed by the virtualization resources of a single MEC node, with a primary focus on meeting the requirements of both eMBB and URLLC services. We proposed a CTMC-based model to characterize dynamic virtual resource allocation and incorporated five performance metrics, which are relevant not only for URLLC and eMBB services (e.g., availability and response time) but also for service providers (e.g., power consumption), integrating practical factors like resource failures, service prioritization, and setup (repair) times into the formulation. This model enables an understanding of how the 5G network core behaves in serving different service categories by applying service prioritization to efficiently share processing resources. Some of our key findings include the idea that higher eMBB arrival rates decrease availability and increase response times up to 300 ms, while URLLC availability remains stable. Moreover, the container setup rates and failure rates substantially affect both availability and response times, with higher setup rates enhancing availability by up to 30% and reducing response times by 60%. Also, the number of containers emerges as a significant factor, enhancing both availability and response times, while buffer sizes mainly impact response times. In brief, our work advances in the current state of the art of the MEC-NFV domain by providing valuable insights for the design of MEC-NFV architecture, business models, and mechanisms to address communication constraints.pt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subject5Gpt_BR
dc.subjectURLLCpt_BR
dc.subjecteMBBpt_BR
dc.subjectMECpt_BR
dc.subjectNFVpt_BR
dc.subjectAlocação de recursospt_BR
dc.titleDynamic resource allocation for URLLC and eMBB services in NFV-MEC 5G networkspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.advisor-coFALCÃO, Marcos Rocha de Moraes-
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5915479506163386pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.levelmestradopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9825617657358787pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da Computacaopt_BR
dc.description.abstractxA Quinta Geração de redes móveis (5G) busca suportar diversas aplicações categorizadas em três tipos: largura de banda móvel melhorada (eMBB), comunicação do tipo máquina mas- siva (mMTC) e comunicação com baixa latência e confiabilidade muito alta (URLLC), em que a coexistência delas é um grande desafio. A computação de borda multiacesso (MEC), virtualização de funções de rede (NFV) e o fatiamento de rede (NS) surgem como paradig- mas complementares para assistir tanto serviços eMBB quanto URLLC, oferecendo recursos distribuídos sob demanda e de maneira otimizada, mais próximos do equipamento do usuário (UE), com utilização compartilhada da infraestrutura física. Este trabalho explora a integração de MEC, NFV, NS e alocação dinâmica de recursos virtuais para endereçar o problema de di- mensionamento na rede de borda. Para isso, utiliza-se um modelo analítico para avaliar como as solicitações são gerenciadas pelos recursos de virtualização em um único nó MEC, com ên- fase nos requisitos dos serviços eMBB e URLLC. Um modelo baseado em CTMC foi proposto para caracterizar a alocação dinâmica de recursos virtuais e a derivaçao de cinco métricas de desempenho é realizada, as quais são relevantes não apenas para serviços URLLC e eMBB (e.g., disponibilidade e tempo de resposta), mas também para provedores de serviços (e.g., consumo de energia). Além disso, o modelo integra fatores práticos como falhas nos recursos, priorização de serviços e tempos de configuração e reparo na formulação. Desta forma, o mod- elo permite compreender como o núcleo da rede 5G se comporta no atendimento a diferentes categorias de serviços, aplicando a priorização de serviços para compartilhar eficientemente os recursos de processamento. Algumas descobertas incluem a ideia de que taxas mais altas de chegada eMBB diminuem a disponibilidade e aumentam os tempos de resposta para até 300 ms, enquanto a disponibilidade para URLLC permanece estável. Além disso, as taxas de configuração de contêineres e as taxas de falhas afetam substancialmente a disponibilidade e os tempos de resposta, com taxas de configuração mais altas aumentando a disponibilidade em até 30% e reduzindo os tempos de resposta em 60%. Ademais, o número de contentores surge como um fator significativo, melhorando tanto a disponibilidade como os tempos de resposta, enquanto os tamanhos dos buffers afetam principalmente os tempos de resposta. Em resumo, nosso trabalho avança no estado da arte atual do domínio MEC-NFV, fornecendo insights valiosos para o dimensionamento da arquitetura MEC-NFV, modelos de negócios e mecanismos para lidar com alocação de recursos sob diferentes restrições de comunicação.pt_BR
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/0796298494476092pt_BR
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