Vertical-oriented 5G platform-as-a-service: user-generated content case study
5G实现了有影响力的融合，其中网络功能虚拟化（NFV）和云原生模型成为从5G无线电接入网络（RAN）提供的前所未有的容量中获利的基础。为了提供对5G基础设施中资源的可扩展性和自动化管理，提出了云原生和平台即服务（PaaS）作为解决方案，为5G中的垂直应用铺平道路。本文利用云原生模型、PaaS和虚拟测试床实例，为多媒体应用中选定的用户生成内容（UGC）场景提供关键的平台配置和服务生命周期管理功能。具体来说，本文和结果展示了如何使用UGC云原生应用程序的服务级遥测来自动扩展NFV基础设施中的系统资源。
2022-11-25 cs.NI
A Cloud-Based and RESTful Internet of Things Platform to Foster Smart Grid Technologies Integration and Re-Usability
目前，物联网（IoT）研究领域最热门的话题之一是克服专有技术和系统的异构性，以便能够在单个可互操作的框架中集成为不同环境开发的应用和设备。为了实现这一目标，虚拟化被广泛用于促进新服务和应用程序的集成和创建。预计其在智能电网领域的应用也会带来类似的好处。虚拟化中间件的使用有望丰富与智能电网设备使用相关的能力和机会。在本文中，我们提出了一个可互操作的，可重用的，弹性和安全的智能电网架构，这是基于云和依赖于REST API的关键功能。为了突出这些好处，本文介绍了一个实际案例研究，其中概述的功能在基于云的物联网平台中实现。所提出的中间件的互操作性，可重用性，隐私和底层基础设施的弹性方面所带来的优势进行了讨论。
2016-06-27 cs.NI
Design and Implementation of a Scalable Financial Exchange in the Public Cloud
针对公共云尽力而为特性与金融交易所严格延迟要求的冲突，提出Jasper系统，通过覆盖树实现低延迟多播、复用树+LOQ处理入站突发，较AWS多播服务可扩展性更好且延迟低50%，突发时LOQ使订单处理速率近翻倍。
2025-04-18 cs.NI
Cloud-native 5G experimental platform with over-the-air transmissions and end-to-end monitoring
5G代表了相对于前几代的革命性转变，因为其设计以网络软件化为中心。在这种范式的变化中，云原生解决方案被广泛认为是垂直应用程序开发的未来，因为它们增强了对复杂和动态场景的灵活性和适应性。在这种情况下，我们提出了一个具有空中传输的实验框架，该框架解决了增强5G及其他网络生命周期管理的两个关键方面：5G核心网络功能（NF）的云原生部署和端到端监控。首先，我们将基于Open 5GS和Prometheus的监控部署为Kubernetes集群中的容器化网络功能（CNF），该集群跨越具有多访问边缘计算（MEC）主机的多层网络。然后，我们通过Grafana仪表板展示两种场景的基础设施资源和无线电指标来演示端到端监控系统;一种用于用户平面功能（UPF）重新选择，另一种用于用户移动性。
2022-07-25 cs.NI
Energy Efficient Location and Activity-aware On-Demand Mobile Distributed Sensing Platform for Sensing as a Service in IoT Clouds
物联网（IoT）设想了数十亿个传感器部署在我们周围并连接到互联网，其中移动人群传感技术被广泛用于在物联网范式的不同背景下收集数据。由于大数据技术的普及，处理和存储大量数据变得比以往任何时候都更容易。然而，大规模的数据管理任务仍然需要大量的资源，这些资源可能是昂贵的，而不管它们是购买的还是租用的（例如，即用即付的基础设施）。此外，并非每个人都对如此大规模的数据汇集和分析感兴趣。更重要的是，并非每个人都有财力和计算资源来处理如此大量的数据。因此，存在对云集成的移动人群感测平台的及时需求，该平台能够基于数据消费者强制执行的条件按需捕获传感器数据。在本文中，我们提出了一个上下文感知，具体来说，位置和活动感知移动传感平台称为C-MOSDEN（上下文感知移动传感器数据引擎）的物联网域。我们使用三个现实世界的场景来评估所提出的平台，这些场景突出了“选择性感知”的重要性。所提出的平台的计算效率和效率进行了研究，并用于突出上下文感知的选择性传感的优点。
2016-01-04 cs.NI
Cloud as an Attack Platform
我们对$75$安全专业人员和道德黑客的反应进行了探索性研究，以了解他们如何滥用云平台进行攻击。参与者是在Black Hat和DEF CON会议上招募的。我们向参与者展示了各种攻击场景，并要求他们解释在每个场景中发动攻击的步骤。研究参与者的反应是为了了解攻击者的心理模型，这将提高我们对必要的安全控制的理解，并提出有关预防措施的建议，以避免利用云进行恶意活动。我们观察到，在93.78%的响应中，参与者正在滥用云服务来建立他们的攻击环境并发动攻击。
2020-06-14 cs.CR cs.NI
FogMQ: A Message Broker System for Enabling Distributed, Internet-Scale IoT Applications over Heterogeneous Cloud Platforms
由于大量地理上分布的设备通过消息代理进行通信，传统消息代理会出现过度的尾端到端延迟。另一方面，无代理消息传送系统虽然确保低延迟，但高度依赖于直接设备到设备（D2D）通信技术的限制，并且不能很好地扩展，因为大量资源有限的设备交换消息。在本文中，我们提出了FogMQ，一个基于云的消息代理系统，克服了传统系统的局限性，使自主发现，自我部署，并在异构云平台上的消息代理的在线迁移。对于每个设备，FogMQ都提供了一个高容量的设备克隆服务，可以订阅设备消息。克隆有助于在资源丰富的云计算节点中进行近边缘数据分析。FogMQ中的克隆应用了Flock，这是一种模拟群集行为的算法，允许克隆以分布式方式动态选择并自主迁移到不同的异构云平台。
2016-10-03 cs.DC cs.NI
openCoT: The opensource Cloud of Things platform
为了解决技术的复杂性和广泛性，云计算与四个主要服务模型一起使用。最新的服务模型，即功能即服务，使开发人员能够在基于功能的结构中开发他们的应用程序，然后将其部署到云中。使用最佳的弹性自动缩放，在FaaS云上执行应用程序的性能，克服了额外的开销并降低了总成本。然而，研究人员需要一个简单且记录良好的FaaS云管理器来实现他们提出的自动扩展算法。在本文中，我们代表了openCoT平台，并解释了它的构建块和细节。实验结果表明，通过远程连接执行函数（调用和传递参数）并使用openCoT返回结果需要21 ms。openCoT的源代码在项目的GitHub存储库（\code{www.github.com/adanayi/opencot}）中提供，供公众使用。
2019-01-02 cs.DC cs.NI
An Investigation of Performance versus Security in Cognitive Radio Networks with Supporting Cloud Platforms
无线设备的增长影响了有限频率或频谱带的可用性，因为已知频谱带是无法添加的自然资源。同时，许可频率在大部分时间是空闲的。认知无线电是解决这些问题的有效途径之一。认知无线电是一种很有前途的技术，它允许未授权用户（称为次级用户（SU））访问授权频带，而不会对授权用户或主用户（PU）造成干扰。随着云计算的兴起，认知无线电网络（CRN）可以与云平台集成。CRN中的一个重要问题是安全性。这成为一个问题，因为CRN使用无线电频率作为传输介质，并且CRN与无线通信系统具有相同的问题。CRN的另一个关键问题是性能。安全性对性能有不利影响，并且它们之间存在权衡。本文的目标是调查与安全权衡CRN与支持云平台的性能。在此基础上，本文采用具有抢占式恢复和抢占式重复相同优先级的CRN网络模型，研究了在有云平台和无云平台的CRN网络中，安全性对性能的影响。广义指数（GE）型分布被用来反映服务器的突发到达间隔和服务时间。结果表明，当禁用安全性并启用云平台时，可获得最佳性能。
2019-02-27 cs.CR cs.NI
Meeting QoS of Users in a Edge to Cloud Platform via Optimally Placing Services and Scheduling Tasks
本文研究了在三层边缘到云平台上，用户请求必须在一定期限内得到满足时的服务放置和任务调度问题。对时间敏感的应用程序（例如，增强现实、游戏、实时视频分析）具有必须满足的严格约束。在多个可能的计算中心的情况下，解决这些请求的“地点”和“时间”在满足其最后期限时变得至关重要。我们将满足用户的最后期限同时最小化边缘到云服务提供商的总成本的问题表述为线性规划（ILP）问题。我们展示了这个问题的NP-硬度，并提出了两个基于局部与全局尺度上的决策的算法。我们改变了用户数量、QoS约束以及远程云和小云（边缘云）之间的成本差异，并对每种情况运行多个Monte-Carlo运行。我们的仿真结果表明，所提出的算法在降低复杂度的同时，性能接近最优。
2019-08-13 cs.DC cs.NI
Managing Clouds in Cloud Platforms
管理云服务是当今虚拟化环境中的一项根本挑战。云服务的提供商和消费者同样面临这些挑战。在支持移动云的虚拟化环境中，这个问题变得更具挑战性。云计算平台（如Amazon EC2）以低成本为客户提供灵活的按需资源。但是，它们无法提供许多客户可能需要的无缝基础设施管理和监控功能。例如，Amazon EC2并不完全支持云服务自动发现，它需要一组私有的身份验证凭据。另一方面，Salesforce.com不提供对其底层系统的监视访问。此外，这些系统无法提供对不支持代理的异构和遗留系统的基础设施监控。在这项工作中，我们探讨如何建立一个云管理系统，结合异构管理的虚拟资源和全面管理的物理设备。我们提出了一个自动化云管理和监控框架的初始原型。我们的最终目标是开发一个能够自动跟踪配置和关系的框架，同时提供完整的事件管理，测量性能和测试阈值，并一致地测量可用性。有了这样一个框架，运营商可以更快、更有效地做出更好的决策。
2010-08-29 cs.DC cs.NI
Priority-aware Gray-box Placement of Virtual Machines in Cloud Platforms
虚拟机（VM）放置对于云平台非常重要。虽然实时虚拟机迁移等技术对于平衡数据中心的负载非常有用，但它们是昂贵的操作。在这份立场文件中，我们建议通过在虚拟机放置算法中应用虚拟机的工作负载模式来最大限度地减少数据中心中负载热点的机会-将需要大量相同类型资源的虚拟机放置在不同的物理服务器上。通过这种方式，可以显著缓解同一物理服务器上的VM的资源竞争。同时，我们还考虑了应用程序和虚拟机的优先级在我们的虚拟机布局算法。
2013-07-25 cs.DC cs.NI
Performance Optimization for Edge-Cloud Serverless Platforms via Dynamic Task Placement
我们提出了一个使用动态任务放置的无服务器边缘云平台性能优化框架。我们专注于智能边缘设备的应用，例如智能相机或扬声器，这些设备需要对输入数据执行实时到接近实时的处理任务。我们的框架允许用户为每个应用程序任务指定成本和延迟要求，并且对于每个输入，它确定是在边缘设备上还是在云中执行任务。此外，对于云执行，框架识别满足性能目标所需的容器资源配置。我们使用从AWS Lambda和AWS Greengrass中的无服务器应用程序收集的测量结果在模拟中评估了我们的框架。此外，我们已经实现了在这些相同平台上运行的框架原型。在我们的原型实验中，我们的模型可以预测平均端到端延迟，误差小于6%，与仅边缘执行相比，我们在端到端延迟方面获得了近三个数量级的减少。
2020-05-19 cs.DC cs.NI
Launching Stealth Attacks using Cloud
云计算为用户提供了可扩展的平台和低资源成本。与此同时，这种服务模式的资源的异地位置使其更容易受到某些类型的对抗性行动的影响。云计算不仅获得了大量用户，而且还具有攻击者可以利用的匿名和隐身功能。随着对数据和技术的方便访问，云计算已经成为一种攻击平台。本文报告了我们的研究，表明网络攻击者严重滥用公共云平台来设置攻击环境并发起隐形攻击。本文首先回顾了通过云环境发起的攻击类型。然后报告案例研究，通过这些案例研究展示了使用云发动网络攻击的过程。
2020-06-14 cs.CR cs.NI
ClusterSlice: A Zero-touch Deployment Platform for the Edge Cloud Continuum
ClusterSlice是一个开源零接触部署平台，通过声明式切片定义和按需基础设施，支持多异构域上的可组合Kubernetes部署及实验自动化，简化边缘云连续体的部署流程。
2024-03-16 cs.DC cs.NI
EdgeBench: Benchmarking Edge Computing Platforms
边缘计算的新兴趋势已经导致一些云提供商发布了自己的平台，用于在网络的“边缘”执行计算。我们比较了两个这样的平台，Amazon AWS Greengrass和Microsoft Azure IoT Edge，使用了一个包含一套性能指标的新基准。我们还将边缘框架的性能与其各自云生态系统中的纯云实现进行了比较。Amazon AWS Greengrass和Azure IoT Edge使用不同的底层技术，边缘Lambda函数与容器，因此我们还详细介绍了可供开发人员使用的平台功能。我们的研究表明，这两种边缘平台都提供了相当的性能，但在边缘应用程序中使用的关键类型的工作负载方面存在重要差异。最后，我们讨论了当前部署这些平台时面临的几个问题和挑战。
2018-11-14 cs.DC cs.NI
Discovering and Understanding the Security Hazards in the Interactions between IoT Devices, Mobile Apps, and Clouds on Smart Home Platforms
灵巧家庭将数十个家庭设备连接到互联网，物联网云运行各种家庭自动化应用程序。在带来前所未有的便利性和可访问性的同时，也给用户带来了各种安全隐患。以前的研究从几个方面研究了灵巧家庭的安全性。然而，我们发现，参与实体之间的相互作用的复杂性（即，设备、物联网云和移动应用程序）尚未得到系统的研究。在这项工作中，我们对五个广泛使用的灵巧家庭平台进行了深入分析。结合固件分析、网络流量拦截和黑盒测试，我们对参与实体之间的交互细节进行了逆向工程。在此基础上，我们分别推导出了三个实体的合法状态转换图。使用这些状态机作为参考模型，我们确定了一组意外的状态转换。为了确认和触发意外的状态转换，我们实现了一组幻影设备来模拟真实设备。通过指示幻影设备干预正常的实体间交互，我们发现了几个新的漏洞和一系列针对现实世界灵巧家庭平台的攻击。
2019-06-26 cs.CR cs.NI
Analyzing Open-Source Serverless Platforms: Characteristics and Performance
无服务器计算由于其成本较低和更容易部署而越来越受欢迎。一些云服务提供商（CSP）在其公共云上提供无服务器计算，但这可能会带来供应商锁定风险。为了避免这种限制，许多开源无服务器平台出现，允许开发人员在自托管云上自由部署和管理功能。然而，构建有效的功能需要大量的专业知识，并对影响性能的平台框架和功能有透彻的理解。对于服务开发人员来说，区分和选择适合不同需求和场景的无服务器平台是一个挑战。因此，我们详细阐述了四个流行的开源无服务器平台的框架和事件处理模型，并确定了它们的突出特性。我们分析了这些平台上不同服务导出和自动伸缩模式之间性能差异的根本原因。此外，我们为未来的工作提供了一些见解，例如自动缩放和度量收集。
2021-06-04 cs.DC cs.NI
Securing Your Collaborative Jupyter Notebooks in the Cloud using Container and Load Balancing Services
Cyberter已经成为开发数据应用程序的首选平台，但数据和安全问题，特别是在处理医疗保健时，对于许多处理敏感信息的机构和应用程序来说，已经成为头等大事。那么，我们如何才能继续享受由Python和Python生态系统提供的数据分析和机器学习机会，同时确保安全和隐私问题的可审计合规性？我们将描述一个基于云计算的平台的架构和实现，该平台与Amazon Web Services（AWS）集成，并使用容器化服务，而不会将平台暴露于Kubernetes和MyMyterHub中存在的漏洞。该架构满足了HIPAA的要求，以确保数据的安全性和隐私性。该架构使用AWS服务提供JSON Web令牌（JWT）进行身份验证和网络控制。此外，我们的架构还可以实现安全协作和共享笔记本电脑。尽管我们的平台专注于Xueyter笔记本电脑和XueyterLab，但它也支持共享相同身份验证机制的R-Studio和定制应用程序。此外，该平台还可以扩展到AWS以外的其他云服务。
2020-06-02 cs.CR cs.NI
Executable Models and Instance Tracking for Decentralized Applications on Blockchains and Cloud Platforms -- Metamodel and Implementation
本文扩展了一种区块链与云平台上的执行与实例追踪方法，提出独立于具体实现的元模型、多维数据模型及基于Ethereum和AWS的实现，使分布式参与方能多维度可验证地追踪和分析执行状态。
2023-07-28 cs.DC cs.NI
The CTTC 5G end-to-end experimental platform: Integrating heterogeneous wireless/optical networks, distributed cloud, and IoT devices
物联网（IoT）将促进不同领域的各种应用，如智能城市，智能电网，工业自动化（工业4.0），智能驾驶，老年人辅助和家庭自动化。数十亿具有不同应用需求的异构智能设备将连接到网络，并将生成大量聚合数据，这些数据将在分布式云基础设施中处理。另一方面，还存在将功能部署为云基础设施中的软件（SW）实例的一般趋势[例如，网络功能虚拟化（NFV）或移动边缘计算（MEC）]。因此，下一代移动网络，即第五代（5G），不仅需要开发新的无线电接口或波形来应对预期的流量增长，还需要将端到端（E2 E）异构网络与分布式云资源集成，以提供E2 E物联网和移动服务。本文介绍了由加泰罗尼亚电信中心（CTTC）开发的E2 E 5G平台，这是第一个能够重现这种雄心勃勃的场景的已知平台。
2018-03-20 cs.IT cs.NI math.IT
Achieving Energy Efficiency in Cloud Brokering
云提供商的激增给公共云市场带来了巨大的互操作性复杂性，其中云代理一直扮演着重要角色。然而，公共云的能源相关问题尚未在文献中得到很好的解决。在本文中，我们声称代理也处于一个完美的位置，可以采取必要的行动来实现公共云系统的能源效率，特别是通过作业分配和调度。我们用一个混合整数规划来描述这个问题，并证明了它的NP-困难性。在分析问题复杂性的基础上，通过引入作业接纳控制来简化问题。在此基础上，将作业的最优分配问题转化为通过在数据传输和作业执行两个耦合阶段进行调度来提高作业接纳率的问题。这两个调度阶段进一步解耦，我们开发了有效的调度算法，为他们每个人。实验结果表明，即使在大规模的公有云系统中，该方案也能显著降低能耗，提高接纳率。
2016-04-11 cs.DC cs.NI
Aneka: A Software Platform for .NET-based Cloud Computing
Aneka是一个部署云的平台，在其上开发应用程序。它提供了一个运行时环境和一组API，允许开发人员构建.NET应用程序，这些应用程序可以在公共云或私有云上利用其计算。Aneka的关键特性之一是支持多种编程模型的能力，这些模型是通过使用特定抽象来表达应用程序执行逻辑的方法。这是通过创建一个可定制和可扩展的面向服务的运行时环境来实现的，该环境由连接在一起的软件容器的集合表示。通过利用这些体系结构，实现了包括资源预留、持久性、存储管理、安全性和性能监控在内的高级服务。在此基础设施之上，可以插入不同的编程模型，以支持工程、生命科学和行业应用所展示的不同场景。
2009-07-26 cs.CE cs.DC cs.NI
An edge-fog-cloud platform for anticipatory learning process designed for Internet of Mobile Things
本文提出了一种新的数据分析架构，目标是在移动物联网的背景下进行预期的学习过程。该架构是地理分布的，由边缘，雾和云资源组成，这些资源共同运作以支持这种预期的学习过程。我们设计的架构可以管理来自IoMT设备的大量数据流，并在连续的阶段中分析边缘，雾和云的资源层次结构。我们讨论了每一层的分析任务的特点。我们注意到，网络中传输的数据量从边缘到雾，最后到云都在减少，而计算的复杂性却在增加。这种设计允许支持不同类型的分析需求，根据所利用的资源类型，从实时到历史。我们已经实施了拟议的架构作为一个概念验证使用的过境数据从加拿大大蒙克顿地区的饲料。
2018-06-19 cs.CY cs.DC cs.NI
A Cloud Platform-as-a-Service for Multimedia Conferencing Service Provisioning
多媒体会议是多方之间实时交换多媒体内容。它是广泛应用的基础（例如，多媒体多人游戏）。这些应用程序所依赖的基于云的会议服务配置将带来诸多好处，例如轻松的服务配置和弹性可扩展性。然而，这仍然是一个巨大的挑战。本文提出了一种用于会议服务提供的PaaS。所提出的PaaS基于最先进的业务模型。它依赖于会议IaaS，而不是VM，提供会议基底（例如，拨入信令、视频混合器和音频混合器）。PaaS支持动态地从底层组成新会议。这已经在本文中原型化，为了评估它，会议IaaS也实施。还进行了性能测量。
2016-05-01 cs.DC cs.MM cs.NI
Heads in the Clouds: Measuring the Implications of Universities Migrating to Public Clouds
本研究针对美欧及THE百强高校开展公有云迁移纵向研究，发现不同国家云采用呈集群分化且早于疫情，其影响涉及学术独立与诚信。
2023-08-23 cs.CY cs.NI cs.SI
