Diseño e implementación de una arquitectura para reducir el tiempo de latencia en servidores de archivo bajo un escenario de computación en la nube

Abstract

En la actualidad y con la continua evolución de las tecnologías, para la mayoría de empresas existe una gran necesidad, almacenar sus datos en la Nube, evitándose el trabajo de implementar dispositivos físicos que hagan dicha tarea, darles mantenimiento y pagar por ello altos costos. Sin embargo, muchas de estas empresas no pueden hacerlo, principalmente por la desconfianza a que se descubran sus datos internos, la mala utilización de estos datos, el elevado tiempo de latencia, el rendimiento y disponibilidad de datos; en realidad el bajo nivel de calidad de servicio (QoS) que ofrecen los proveedores de la Nube pública. Esta tesis, presenta una nueva arquitectura para Computación en la Nube, orientada a reducir el tiempo de latencia que en una arquitectura tradicional de Computación en la Nube aún sigue siendo muy elevada. En esta arquitectura se propusieron implementar nuevos componentes como un servidor local, el cual actuará como un Buffer de archivos entre la Nube y los clientes. Este servidor local también administrará y transferirá los archivos a la Nube según sea necesario. También se propuso implementar una base de datos concurrente con el fin de tener control de la arquitectura implementada específicamente sobre el sistema de archivos y así evitar inconsistencias. Por último, y lo más importante se desarrolló un protocolo de transferencia de datos propietario FCCM (File Cloud Communication Message), el cual por su sencillez permitió reducir de mejor manera el tiempo de latencia. Varias pruebas se realizaron con un análisis detallado de los casos, los factores y las implicaciones a considerar. Estas pruebas y análisis se muestran en los capítulos IV y V de esta tesis. La arquitectura propuesta se desarrolló en un software libre llamado "Qt", y su implementación se desarrolló vía socktes FCCM (File Cloud Communication Message) para cada uno de los componentes implementados (servidor local, servidor remoto, cliente), así mismo se implementó el protocolo FCCM y un sistema de archivos en este software. Básicamente se realizaron tres tipos de pruebas: la primera para verificar el correcto funcionamiento de cada uno de los componentes individualmente. La segunda fue una prueba de integración donde se verificó que los tres componentes trabajen correctamente juntos, sin embargo en esta prueba se notó un gran problema, puesto que al hacer uso de sockets FCCM, este sólo le permitía a la arquitectura enviar archivos de un tamaño menor o igual a 10KB, para lo cual se pensó en particionar un archivo en pequeños bloques, implementando además banderas de estado. En la tercera parte se hicieron diversas pruebas de rendimiento del sistema propuesto, con el fin de verificar que la arquitectura propuesta haya mejorado el tiempo de latencia. Así, la primera prueba de rendimiento consistió en comparar el tiempo en que demora un archivo en estar disponible para el cliente si es que éste se encuentra en el servidor local o si es que está en el servidor remoto; la segunda prueba de rendimiento consistió en comparar el tiempo de latencia del protocolo de transmisión de datos FCCM con los protocolos HTTP (Hypertext Transfer Protocol) y FTP (File Transfer Protocol). Los resultados de esta implementación fueron los esperados puesto que se consiguió reducir el tiempo de latencia en comparación con protocolos de transmisión de datos como HTTP y FTP.