Serverless Strategies and Tools in the Cloud Computing Continuum

Tesis por compendio[ES] En los últimos años, la popularidad de la computación en nube ha permitido a los usuarios acceder a recursos de cómputo, red y almacenamiento sin precedentes bajo un modelo de pago por uso. Esta popularidad ha propiciado la aparición de nuevos servicios para resolver determinados problemas informáticos a gran escala y simplificar el desarrollo y el despliegue de aplicaciones. Entre los servicios más destacados en los últimos años se encuentran las plataformas FaaS (Función como Servicio), cuyo principal atractivo es la facilidad de despliegue de pequeños fragmentos de código en determinados lenguajes de programación para realizar tareas específicas en respuesta a eventos. Estas funciones son ejecutadas en los servidores del proveedor Cloud sin que los usuarios se preocupen de su mantenimiento ni de la gestión de su elasticidad, manteniendo siempre un modelo de pago por uso de grano fino. Las plataformas FaaS pertenecen al paradigma informático conocido como Serverless, cuyo propósito es abstraer la gestión de servidores por parte de los usuarios, permitiéndoles centrar sus esfuerzos únicamente en el desarrollo de aplicaciones. El problema del modelo FaaS es que está enfocado principalmente en microservicios y tiende a tener limitaciones en el tiempo de ejecución y en las capacidades de computación (por ejemplo, carece de soporte para hardware de aceleración como GPUs). Sin embargo, se ha demostrado que la capacidad de autoaprovisionamiento y el alto grado de paralelismo de estos servicios pueden ser muy adecuados para una mayor variedad de aplicaciones. Además, su inherente ejecución dirigida por eventos hace que las funciones sean perfectamente adecuadas para ser definidas como pasos en flujos de trabajo de procesamiento de archivos (por ejemplo, flujos de trabajo de computación científica). Por otra parte, el auge de los dispositivos inteligentes e integrados (IoT), las innovaciones en las redes de comunicación y la necesidad de reducir la latencia en casos de uso complejos han dado lugar al concepto de Edge computing, o computación en el borde. El Edge computing consiste en el procesamiento en dispositivos cercanos a las fuentes de datos para mejorar los tiempos de respuesta. La combinación de este paradigma con la computación en nube, formando arquitecturas con dispositivos a distintos niveles en función de su proximidad a la fuente y su capacidad de cómputo, se ha acuñado como continuo de la computación en la nube (o continuo computacional). Esta tesis doctoral pretende, por lo tanto, aplicar diferentes estrategias Serverless para permitir el despliegue de aplicaciones generalistas, empaquetadas en contenedores de software, a través de los diferentes niveles del continuo computacional. Para ello, se han desarrollado múltiples herramientas con el fin de: i) adaptar servicios FaaS de proveedores Cloud públicos; ii) integrar diferentes componentes software para definir una plataforma Serverless en infraestructuras privadas y en el borde; iii) aprovechar dispositivos de aceleración en plataformas Serverless; y iv) facilitar el despliegue de aplicaciones y flujos de trabajo a través de interfaces de usuario. Además, se han creado y adaptado varios casos de uso para evaluar los desarrollos conseguidos.[CA] En els últims anys, la popularitat de la computació al núvol ha permès als usuaris accedir a recursos de còmput, xarxa i emmagatzematge sense precedents sota un model de pagament per ús. Aquesta popularitat ha propiciat l'aparició de nous serveis per resoldre determinats problemes informàtics a gran escala i simplificar el desenvolupament i desplegament d'aplicacions. Entre els serveis més destacats en els darrers anys hi ha les plataformes FaaS (Funcions com a Servei), el principal atractiu de les quals és la facilitat de desplegament de petits fragments de codi en determinats llenguatges de programació per realitzar tasques específiques en resposta a esdeveniments. Aquestes funcions són executades als servidors del proveïdor Cloud sense que els usuaris es preocupen del seu manteniment ni de la gestió de la seva elasticitat, mantenint sempre un model de pagament per ús de gra fi. Les plataformes FaaS pertanyen al paradigma informàtic conegut com a Serverless, el propòsit del qual és abstraure la gestió de servidors per part dels usuaris, permetent centrar els seus esforços únicament en el desenvolupament d'aplicacions. El problema del model FaaS és que està enfocat principalment a microserveis i tendeix a tenir limitacions en el temps d'execució i en les capacitats de computació (per exemple, no té suport per a maquinari d'acceleració com GPU). Tot i això, s'ha demostrat que la capacitat d'autoaprovisionament i l'alt grau de paral·lelisme d'aquests serveis poden ser molt adequats per a més aplicacions. A més, la seva inherent execució dirigida per esdeveniments fa que les funcions siguen perfectament adequades per ser definides com a passos en fluxos de treball de processament d'arxius (per exemple, fluxos de treball de computació científica). D'altra banda, l'auge dels dispositius intel·ligents i integrats (IoT), les innovacions a les xarxes de comunicació i la necessitat de reduir la latència en casos d'ús complexos han donat lloc al concepte d'Edge computing, o computació a la vora. L'Edge computing consisteix en el processament en dispositius propers a les fonts de dades per millorar els temps de resposta. La combinació d'aquest paradigma amb la computació en núvol, formant arquitectures amb dispositius a diferents nivells en funció de la proximitat a la font i la capacitat de còmput, s'ha encunyat com a continu de la computació al núvol (o continu computacional). Aquesta tesi doctoral pretén, doncs, aplicar diferents estratègies Serverless per permetre el desplegament d'aplicacions generalistes, empaquetades en contenidors de programari, a través dels diferents nivells del continu computacional. Per això, s'han desenvolupat múltiples eines per tal de: i) adaptar serveis FaaS de proveïdors Cloud públics; ii) integrar diferents components de programari per definir una plataforma Serverless en infraestructures privades i a la vora; iii) aprofitar dispositius d'acceleració a plataformes Serverless; i iv) facilitar el desplegament d'aplicacions i fluxos de treball mitjançant interfícies d'usuari. A més, s'han creat i s'han adaptat diversos casos d'ús per avaluar els desenvolupaments aconseguits.[EN] In recent years, the popularity of Cloud computing has allowed users to access unprecedented compute, network, and storage resources under a pay-per-use model. This popularity led to new services to solve specific large-scale computing challenges and simplify the development and deployment of applications. Among the most prominent services in recent years are FaaS (Function as a Service) platforms, whose primary appeal is the ease of deploying small pieces of code in certain programming languages to perform specific tasks on an event-driven basis. These functions are executed on the Cloud provider's servers without users worrying about their maintenance or elasticity management, always keeping a fine-grained pay-per-use model. FaaS platforms belong to the computing paradigm known as Serverless, which aims to abstract the management of servers from the users, allowing them to focus their efforts solely on the development of applications. The problem with FaaS is that it focuses on microservices and tends to have limitations regarding the execution time and the computing capabilities (e.g. lack of support for acceleration hardware such as GPUs). However, it has been demonstrated that the self-provisioning capability and high degree of parallelism of these services can be well suited to broader applications. In addition, their inherent event-driven triggering makes functions perfectly suitable to be defined as steps in file processing workflows (e.g. scientific computing workflows). Furthermore, the rise of smart and embedded devices (IoT), innovations in communication networks and the need to reduce latency in challenging use cases have led to the concept of Edge computing. Edge computing consists of conducting the processing on devices close to the data sources to improve response times. The coupling of this paradigm together with Cloud computing, involving architectures with devices at different levels depending on their proximity to the source and their compute capability, has been coined as Cloud Computing Continuum (or Computing Continuum). Therefore, this PhD thesis aims to apply different Serverless strategies to enable the deployment of generalist applications, packaged in software containers, across the different tiers of the Cloud Computing Continuum. To this end, multiple tools have been developed in order to: i) adapt FaaS services from public Cloud providers; ii) integrate different software components to define a Serverless platform on on-premises and Edge infrastructures; iii) leverage acceleration devices on Serverless platforms; and iv) facilitate the deployment of applications and workflows through user interfaces. Additionally, several use cases have been created and adapted to assess the developments achieved.Risco Gallardo, S. (2023). Serverless Strategies and Tools in the Cloud Computing Continuum [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202013Compendi

Modelamiento numérico de la formación de hollín en llamas laminares difusivas

Las reacciones químicas que ocurren en procesos de pirólisis y combustión de hidrocarburos originan la formación de material particulado, comúnmente conocido como hollín. El estudio de las especies químicas críticas que controlan la formación de hollín, así como de los principios físicos y químicos asociados, es de gran importancia para disminuir los impactos negativos de este contaminante en la salud y en el medio ambiente, y para la mejora de la eficiencia de los sistemas de combustión. En ese sentido, el objetivo principal de este trabajo es el estudio de las especies químicas precursoras que controlan la formación de hollín. Para ello, por medio de modelamiento numérico basado en dinámica de fluidos computacional (CFD), una llama laminar difusiva de etileno/aire en coflujo, que tiene como característica principal la producción de cantidades relativamente grandes de hollín, es evaluada. Más específicamente, diferentes modelos de formación de hollín en llamas laminares difusivas son implementados, y luego los resultados obtenidos con estos modelos son comparados entre sí y con datos experimentales. En particular, diferentes mecanismos de cinética química son comparados en base a las concentraciones de las principales especies químicas que intervienen en la formación de hollín. Además, los modelos de formación de hollín son evaluados considerando un caso de estudio estudiado experimentalmente en el pasado, el cual cuenta con mediciones de temperatura y fracción volumétrica de hollín. Adicionalmente, a fin de observar los efectos sobre la formación de hollín, un análisis de sensibilidad de los parámetros empíricos empleados en uno de los modelos de hollín estudiados es también realizado. Los resultados obtenidos enfatizan que aún queda un largo camino por recorrer antes de tener un modelo de hollín capaz de describir adecuadamente la formación de este contaminante crítico en situaciones de interés practico

Plataforma Serverless Híbrida de Procesado de Datos

[ES] El auge de la virtualización en los últimos años ha permitido que diversas compañías ofrezcan sus recursos informáticos a través de Internet mediante un modelo de pago por uso, conocido como computación en la nube. La gran aceptación de este modelo, unida a los recientes avances en las tecnologías de contenedores de software, han propiciado la aparición del paradigma Serverless. Este paradigma permite ejecutar funciones sin que los usuarios tengan que preocuparse por la gestión y escalado de la infraestructura subyacente. Sin embargo, las plataformas Serverless de los principales proveedores de computación en la nube tienen serias limitaciones que impiden su uso para procesar aplicaciones generales. Con el fin de evitar esas limitaciones, en este trabajo se ha colaborado con el grupo de Grid y Computación de Altas Prestaciones de la Universitat Politècnica de València en el desarrollo de una plataforma Serverless. Esta plataforma puede ser desplegada sobre cualquier infraestructura de cómputo en la nube, ya sea pública o privada. Para ello se han integrado diversas herramientas de código abierto junto a nuevos componentes desarrollados por el grupo. Complementada con un modelo de programación que permite invocar funciones ante la subida de ficheros a un sistema de almacenamiento externo, la plataforma desarrollada es capaz de procesar datos en entornos híbridos, es decir, donde el cómputo se realiza en una infraestructura y la persistencia de datos en otra. Finalmente, se han implementado dos casos de uso basados en código y datos abiertos para demostrar el funcionamiento y la potencia de la plataforma.[EN] The rise of virtualization in recent years has allowed companies to offer their computing resources over the Internet through a pay-per-use model known as cloud computing. The great acceptance of this model, together with recent advances in software container technologies, have led to the emergence of the Serverless paradigm. This paradigm allows functions to be executed without users having to worry about the management and scaling of the underlying infrastructure. However, the Serverless platforms of the main cloud computing providers have serious limitations that restrict their use to process general applications. In order to overcome these limitations, in this work there has been collaboration with the Grid and High Performance Computing group of the Universitat Politècnica de València in the development of a Serverless platform. This platform can be deployed on any computing infrastructure in the cloud, either public or private. For this purpose, several open source tools have been integrated together with new components developed by the group. Complemented with a programming model that allows the invocation of functions when files are uploaded to an external storage system, the developed platform allows the processing of data in hybrid environments, that is, where computation is carried out in one infrastructure and data persistence in another. Finally, two use cases based on open source and open data have been implemented in order to demonstrate the operation and performance of the platform.Risco Gallardo, S. (2019). Plataforma Serverless Híbrida de Procesado de Datos. http://hdl.handle.net/10251/125892TFG

Guía de alimentación y hábitos saludables en el ámbito laboral para el personal administrativo de Sistemas Médicos de la Universidad San Francisco de Quito (SIME-USFQ)

A large part of the adult population spends approximately one third of the day in the workplace. The ILO and WHO establish that the workplace is a fundamental environment to promote health and generate healthy changes in lifestyles in the adult population...Gran parte de la población adulta, pasa aproximadamente un tercio del día en el lugar de trabajo. La OIT y la OMS, establecen que el ámbito laboral es un entorno fundamental para promocionar la salud y generar cambios saludables en el estilo de vida de la población adulta..

Con la voz de los militares : tres debates sobre seguridad y defensa durante el Frente Nacional, 1958-1974

Los estudios acerca de las Fuerzas Armadas de Colombia, han recobrado un leve interés dentro de la disciplina histórica con motivo de los acuerdos de La Habana entre el gobierno de turno y la guerrilla de las FARC. El presente documento, apunta a clarificar tres debates esenciales sobre seguridad y defensa que permearon el intenso período del Frente Nacional, rescatando la voz de los militares y ahondando en sus interpretaciones del conflicto armado. Los tres debates, ayudan a dilucidar, desde varias aristas, algunos de los asuntos pertinentes a la seguridad y defensa de la época, proponiendo nuevos puntos de vista en comparación con los tradicionales que se encuentran dentro del desarrollo académico civil del tema. De esta forma, a través del cuestionamiento de la extendida hipótesis de la «autonomía militar», se desarrolla, en primer lugar, el debate relacionado a la acción cívico-militar y las relaciones cívico-militares como motor de cambio social; en segundo lugar, se profundiza en la controversia de la «autonomía militar» analizando el bagaje jurídico de la figura del Estado de Sitio; y, en tercer lugar, se analiza la Doctrina de Seguridad Nacional y su influencia real en Colombia.The current studies about the Army Forces of Colombia have recovered a slight interest inside the historical discipline due to the La Habana agreements between the government and the FARC guerrilla. This document, aims to clarify three essential debates about security and defense that permeated the intense period known as “Frente Nacional”, rescuing the military voices and going inside their interpretations of the armed conflict. The three debates, help to illustrate, from various angles, some of the issues concerning security and the defense of the period, proponing new points of view in comparison with the traditional ones that are present inside de civil academic development of the subject. In this way, through the questioning of the extended hypothesis of “military autonomy”, the debate related to civic-military action and civil-military relations as the engine of social change is developed first; second, it deepens the controversy of "military autonomy" by analyzing the legal baggage of the State of Siege figure; and, thirdly, it analyzes the National Security Doctrine and its real influence in Colombia.Historiador (a)Pregrad

Creación de una aplicación móvil para reservar equipos críticos de diagnóstico electrónico en el área mecánica de Inacap Concepción-Talcahuano

Tesis (Magister en Ingeniería Industrial)Con el fin de mejorar la gestión de reserva de equipos críticos y tiempos de inicio de clases, por parte de los profesores del área mecánica de Inacap Concepción-Talcahuano, se piensa en una innovación a través de una aplicación móvil para teléfonos inteligentes que cuente con un sistema operativo Android. Esta aplicación deberá ayudar a los profesores a mejorar la forma para solicitar equipos y los tiempos de inicios de clases. La problemática que se tiene es la baja cantidad de equipos solicitados a través de internet, el bajo conocimiento del estado de equipos críticos y la demora a la entrega de estos equipos a los distintos profesores. La forma de iniciar el desarrollo de la aplicación fue realizando encuestas a profesores y personal de pañol, para lo cual se utilizó una aplicación de Google, llamada Google Drive. Las preguntas que se generaron surgieron de entrevistas a pañoleros, los cuales son un punto muy importante en el desarrollo del trabajo, ya que ellos conocen los equipos que se solicitan con mayor frecuencia y tienen conocimiento si estos están fuera de servicio o habilitados para su utilización. En general ellos comentan que los equipos con mayor criticidad son los utilizados para generar diagnostico electrónico de los vehículos. En el área mecánica de Inacap Concepción-Talcahuano, se pueden solicitar equipos de 2 formas, una es llenando una solicitud en forma manual en el mesón de pañol y la otra es escribiendo los equipos en una planilla Excel, la cual es enviada a los correos institucionales de los pañoleros. Para reunir estos equipos, los pañoleros demoran tiempos distintos, ya que, una solicitud de papel demora un tiempo mayor que una solicitud por planilla Excel. Cuando los equipos solicitados tardan en ser entregados, los profesores comienzan sus clases más tarde de lo propuesto por horario

Diseño y construcción de un sistema de pruebas hidráulico para el estudio de bombas en serie y paralelo

This project aims in the design and implementation of a pumps test facility for laboratory practices. The execution of this project seeks to study the pumps performance, as well as fluid mechanics principles, especially those related with the Bernoulli equation. To achieve this, it was necessary to set a system consisting of pipes and valves that allows the setup of the two pumps, with the ones the system works, in parallel and in series...El presente proyecto busca diseñar e implementar un sistema de pruebas hidráulico para prácticas de laboratorio, y a través del cual se busca estudiar el desempeño de bombas hidráulicas, así como también principios en materia de mecánica de fluidos principalmente relacionados con el principio de Bernoulli. Para esto se estableció un sistema de tuberías y válvulas que permita disponer a las dos bombas hidráulicas, con las que el sistema opera, en serie y en paralelo..

Meisenheimer complexes as hidden intermediates in the aza-S_NAr mechanism

In this work we report a computational study about the aza-S_NAr mechanism in fluorine- and chlorine-containing azines with the aim to unravel the physical factors that determine the reactivity patterns in these heterocycles towards propylamine. The nature of the reaction intermediate was analyzed in terms of its electronic structure based on a topological analysis framework in some non-stationary points along the reaction coordinate. The mechanistic dichotomy of a concerted or a stepwise pathway is interpreted in terms of the qualitative Diabatic Model of Intermediate Stabilization (DMIS) approach, providing a general mechanistic picture for the S_NAr process involving both activated benzenes and nitrogen-containing heterocycles. With the information collected, a unified vision of the Meisenheimer complexes as transition state, hidden intermediate or real intermediate was proposed

Meisenheimer complexes as hidden intermediates in the aza-S_NAr mechanism

In this work we report a computational study about the aza-S_NAr mechanism in fluorine- and chlorine-containing azines with the aim to unravel the physical factors that determine the reactivity patterns in these heterocycles towards propylamine. The nature of the reaction intermediate was analyzed in terms of its electronic structure based on a topological analysis framework in some non-stationary points along the reaction coordinate. The mechanistic dichotomy of a concerted or a stepwise pathway is interpreted in terms of the qualitative Diabatic Model of Intermediate Stabilization (DMIS) approach, providing a general mechanistic picture for the S_NAr process involving both activated benzenes and nitrogen-containing heterocycles. With the information collected, a unified vision of the Meisenheimer complexes as transition state, hidden intermediate or real intermediate was proposed

Creación y caracterización de un cíbrido transmitocondrial portador de una nueva mutación con fenotipo mitocondrial.

La mitocondria es el orgánulo encargado de generar energía (ATP) en la célula. Cuenta con su propio sistema genético independiente que codifica, entre otros, proteínas del sistema OXPHOS. Las enfermedades mitocondriales se producen por defectos en dichas proteínas. Estos defectos pueden deberse a mutaciones en el DNA nuclear o en el mtDNA. Las patologías mitocondriales presentan una clínica muy heterogénea y su diagnóstico es complicado. Se agrupan en síndromes (Síndrome de MELAS, MERRF, NARP) y las mutaciones generalmente presentes están bien descritas.El estudio de las patologías mitocondriales se produce en líneas celulares cíbridas al ser un buen modelo de estudio que permite unificar el DNA nuclear en todos los cíbridos producidos.En este trabajo, se crea un cíbrido transmitocondrial con plaquetas del paciente 3548 que muestra un fenotipo mitocondrial posiblemente asociado a la mutación m.11232T>C que afecta a la subunidad 4 del complejo I de la cadena respiratoria. Esta mutación ha sido descrita con anterioridad en una ocasión.Como parte de la caracterización del cíbrido 3548 portador de la mutación de estudio, se realizan estudios de la curva de crecimiento, de los niveles de síntesis de ATP, de especies reactivas de oxígeno (ROS) y del potencial de membrana mitocondrial (MMP). Debido a que la mutación afecta a una subunidad del complejo I, se pretende analizar la actividad de este a través de dos técnicas; BN-PAGE en combinación con detección catalítica y medida de la actividad enzimática por espectrofotometría (puesta a punto de la técnica).El cíbrido 3548 sigue el mismo patrón de crecimiento que los cíbridos control y no se encuentran diferencias significativas (p-valor<br /