Implantación y evaluación de un entorno de simulación de redes distribuido basado en ns-3 y computacíon en nube

Las simulaciones de barrido de parámetros ofrecen un gran potencial en el estudio de las redes de comunicación, tanto en investigación como en el nivel educativo, pero requieren de un elevado tiempo de ejecución por la gran cantidad de simulaciones individuales que resultan de la explosión combinatoria de dar diversos valores a algunos de sus parámetros. En este TFM se ha trabajado en el DNSE3, un entorno de simulación que hace uso de la nube computacional para procesar de forma distribuida las simulaciones para reducir sus tiempos de ejecución. Su diseño, tanto de la arquitectura como del funcionamiento interno, se ha preparado para integrarse dentro de diferentes sistemas de nube y para explotar su escalado, ofreciendo un mecanismo de asignación de trabajos independiente del número de recursos desplegados y también una serie de reglas que ofrezcan un auto-escalado eficiente, aprovisionando y eliminando las instancias según sea necesario. Con el sistema final operativo, se ha constrastado su rendimiento y usabilidad a traves de pruebas sintéticas y con usuarios reales, respectivamente, con los ofrecidos con el uso local del simulador.Parameter swepp simulations have a great potential in understanding computer networks, in both research and education, but they convey a significant computation load due to the great amount of individual tasks resulting form the different combination of parameters. This Master Thesis proposes DNSE3, a simulation environment that makes use of cloud computing to exploit parallelization in order to achive reduce response times for parameter sweeps. Its design, both architecture and internal behavior, has been prepared to integrate through differente cloud infrastructres, featuring a decentralized scheduling mecanism that, along with aplication level workload metrics and user defined scalability rules, achieves self-scalability, by provisioning and freeing resources for simulations as needed. With the final operating version of the system, performance and usability have been compared with those offered with the local use of the simulator though synthetics tests and real users, respectivelyDepartamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones e Ingeniería TelemáticaMáster en Ingeniería de Telecomunicació

Entorno de simulación de redes distribuido basado en ns-3 y computación en nube

El uso de los simuladores tiene especial interés en entornos educativos, donde los alumnos pueden emplearlos para reforzar los conocimientos adquiridos en las sesiones de teoría, con un bajo coste y una considerable flexibilidad. Sin embargo, su tiempo de ejecución es elevado, sobre todo en las simulaciones de barrido de parámetros. En este trabajo se propone diseñar, desarrollar y evaluar un entorno de simulación distribuido de redes TCP/IP que haga uso de la nube computacional para la ejecución distribuida de las simulaciones basadas en el simulador ns-3. Esta aplicación parte de una versión anterior, el DNSE (Distributed Network Simulation Environment), que ofrecía un entorno similar basado en grid computacional, y de un trabajo teórico de traslación de esta solución a la nube computacional, llamado DNSE3. En este TFG se realiza un rediseño, aprovechando servicios de infraestructura de nubes populares (AWS y OpenStack), incluyendo mecanismos para la escalabilidad automática. Tras desarrollar un prototipo completamente funcional, se evalúa su rendimiento en pruebas sintéticas y se discute su posible uso en un escenario académico.Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicació

A self-scalable distributed network simulation environment based on cloud computing

Producción CientíficaWhile parameter sweep simulations can help undergraduate students and researchers to understand computer networks, their usage in the academia is hindered by the significant computational load they convey. This paper proposes DNSE3, a service oriented computer network simulator that, deployed in a cloud computing infrastructure, leverages its elasticity and pay-per-use features to compute parameter sweeps. The performance and cost of using this application is evaluated in several experiments applying different scalability policies, with results that meet the demands of users in educational institutions. Additionally, the usability of the application has been measured following industry standards with real students, yielding a very satisfactory user experience.Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (Projects TIN2014-53199-C3-2-R and TIN2017-85179-C3-2-R)Junta de Castilla y León (programa de apoyo a proyectos de investigación - Ref. VA082U16

Towards the Enactment of Learning Situations Connecting Formal and Non-Formal Learning in SLEs

Producción CientíficaSmart Learning Environments hold promise of adapting learning processes to the individual context of students and connecting formal with non-formal learning. To do so, SLEs need to know the current context of the students, regardless of the physical or virtual space where learning takes place. This paper presents an architecture that assists in the deployment and enactment of learning situations across-spaces, able to sense and react to changes in the students’ context in order to adapt the learning process.ICSLE 2019: International Conference on Smart Learning EnvironmentsAgencia Estatal de Investigación - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (projects TIN2014-53199-C3-2-R / TIN2017-85179-C3-2-R)Comisión Europea (project 588438-EPP-1-2017-1-EL-EPPKA2-KA

7th International Conference on Technological Ecosystems for Enhancing Multiculturality, TEEM 2019

Producción CientíficaProceedings of the 7th International Conference on Technological Ecosystems for Enhancing Multiculturality, TEEM 2019, León, Spain, October 16-18, 2019.Smart Education promises personalized learning experiences that bridge formal and informal learning. Our proposal is to exploit the Web of Data to automatically create learning resources that can be, later on, recommended to a learner based on her learning interests and context. For example, a student enrolled in an arts course can get recommendations of learning resources (e.g., a quiz related to a monument she passes by) by exploiting existing geolocalized descriptions of historical buildings in the Web of Data. This paper describes a scenario to illustrate this idea and proposes a software architecture to support it. It also provides some examples of learning resources automatically created with a first prototype of a resource-generator module.Ministerio de Ciencia, Innovación y Univerisades (project grant TIN2017-85179-C3-2-R)Junta de Castilla y León (programa de apoyo a proyectos de investigación - Ref. Project VA257P18

Casual Learn: A Smart Application to Learn History of Art

Producción CientíficaSmart Learning promises the connection between formal and informal learning, but how to offer informal learning tasks related to formal learning is still a challenge. This demonstration paper presents CasualLearn, a smart learning application that bridges formal and informal learning to learn History of Art in the Spanish region of Castile and Leon. CasualLearn uses a dataset of 16,221 contextualized informal learning tasks that were semi-automatically created exploiting Open Data from the Web. CasualLearn offers these tasks to students based on their context: their geolocation, the activity they do and the topics covered in their formal education. A demo application is currently available for Android devices.Junta de Castilla y León (Project VA257P18)Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (Project TIN2017-85179-C3-2-R)European Commission (Project grant 588438-EPP-1-2017-1-EL-EPPKA2-KA

The potential of Open Data to automatically create learning resources for smart learning environments

Producción CientíficaSmart Education requires bridging formal and informal learning experience. However, how to create contextualized learning resources that support this bridging remains a problem. In this paper, we propose to exploit the open data available in the Web to automatically create contextualized learning resources. Our preliminary results are promising, as our system creates thousands of learning resources related to formal education concepts and physical locations in the student’s local municipality. As part of our future work, we will explore how to integrate these resources into a Smart Learning Environment.Ministerio de Ciencia e Innovación - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (grant TIN2017-85179-C3-2-R)Junta de Castilla y León - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (grant VA257P18

Entorno de simulación distribuida de redes basado en la nube computacional

[ES] Las simulaciones de barridos de parámetros tienen un gran potencial en el estudio de redes telemáticas, especialmente en contextos docentes. Sin embargo, el elevado tiempo necesario habitualmente para completar este tipo de simulaciones es una limitación importante para su uso. En este artículo se propone DNSE3, un entorno que permite la ejecución distribuida de tareas de simulación en el simulador ns-3 dentro de un entorno de nube computacional, a través de una arquitectura de servicios RESTful. El sistema se ha diseñado para ser autoescalable, aprovisionando y liberando dinámicamente recursos de la nube computacional en función de la carga de simulaciones demandada, y garantizando un reparto equitativo de los recursos entre los distintos usuarios. Además, DNSE3 se ha implementado reutilizando servicios presentes en \emph{middlewares} de nube populares, y ha sido evaluado mediante pruebas sintéticas. La implementación de DNSE3 ha demostrando un correcto comportamiento funcional y un rendimiento considerablemente superior a otras alternativas cuando el número de simulaciones es muy elevado.Este trabajo ha sido parcialmente financiado por los proyecto TIN2014-53199-C3-2-R del Ministerio de Economía y Competitividad, y VA082U16 de la Junta de Castilla y Leon, con cofinanciación FEDER. Los autores agradecen al resto del grupo de investigacion GSIC/EMIC por su apoyo e interes en el proyecto.Serrano Iglesias, S.; Gómez Sanchez, E.; Bote Lorenzo, M.; Asensio Pérez, J.; Rodríguez Cayetano, M. (2018). Entorno de simulación distribuida de redes basado en la nube computacional. En XIII Jornadas de Ingeniería telemática (JITEL 2017). Libro de actas. Editorial Universitat Politècnica de València. 189-196. https://doi.org/10.4995/JITEL2017.2017.6581OCS18919

Orchestrating ubiquitous learning situations about Cultural Heritage with Casual Learn mobile application

Producción CientíficaCultural Heritage learners can highly benefit from ubiquitous learning approaches that connect in-classroom activities with active on-site learning opportunities. However, teachers face the problem that the current landscape of technological support for learning Cultural Heritage mostly consists of mobile applications for informal contexts, completely decoupled from curricular activities. This paper presents the results of an exploratory-sequential mixed-methods study that focuses on the feasibility, for non-technical expert teachers, of repurposing an existing mobile application in formal Cultural Heritage ubiquitous learning situations. Such feasibility is explored from the perspective of the orchestration metaphor. More specifically, we used the “5+3 aspects orchestration framework” to understand the orchestration challenges of four ubiquitous learning situations about Cultural Heritage carried out in two secondary schools. These situations involved five teachers and 139 students who used a mobile application called Casual Learn for several weeks. The results of the study suggest that, after a brief training, teachers can design, enact, and orchestrate ubiquitous learning situations that involve both in-classroom and out-classroom activities. The teachers were able to transfer to the students most of the orchestration load of out-classroom activities. The results also showed that the flow of learning artifacts and information between in- and out-classroom activities is a critical issue that needs to be addressed by developers of ubiquitous learning technological solutions.Junta de Castilla y Leon - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (project VA257P18)Agencia Estatal de Investigación - Fondo Europeo de Desarrollo Regional (project TIN2017-85179-C3-2-R