27
$" ')&& ( # $ # " " " " $

Cyber-Physical Cloud Computing

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Cyber-Physical Cloud Computing

��������������������� ��������������� �������������������

�$�"�����������'�������)����&��&��(�

������� �����#��������������� ������$����#����������"���� ��������������� �"���

�� �������� �"������������� �����������"���� ������������$�

Page 2: Cyber-Physical Cloud Computing

�� ��������������������� ����������

�3��)<� 3*!��#��#&0���&$'0-%�B��)!�;�&)"* &'GJ�

=��&�2�)���*�����)1!���=��#�,&)$��*�����)1!���=�%�)�*+)0�+0)���*�����)1!���

��)1!����&��#*�

=��%<��$�%��*�#�<*�)1!���=��)&���%�+2&)"�����**�=���*&0)���'&&#!%��=���'!���#�*-�!+3�=����*0)���*�)1!���

�#&0��� �)��+�)!*-�*�

=��������!�=���������������!�=����������!�

��(0!)�$�%+*�

@�������%!-&%��&)�0*!%���&$'0-%��)�*&0)��*A�

��� ����!��������������������

��**&%*�#��)%����)&$�+ ���������� �����������������

%�&)$�-&%;�&$$0%!��-&%��!%�)�*+)0�+0)�*� ���#+ ���)��*�)1!��*� >�<?�&1�)%$�%+�*�)1!��*�

•� ������#������#&0���%1!)&%$�%+*�+&�����-1�#3��%��*��0)�#3�*0''&)+��)!-��#�%�-&%�#�')&'�)-�*��%��'0�#!���!-4�%�*�)1!��*�!%��$�)��%�!�*�

•� �����������#&0���&$'0-%��2!+ �+ ����!����� ��� �+&��� !�1����* �)����&�#��

��

� �� ������%!-&%�&���#&0���&$'0-%�6� /'7;;�*)�8%!*+8�&1;'0�#!��-&%*;%!*+'0�*;JDD<EHI;��JDD<EHI8'���9 ����'��!�#��0�#!��-&%�IDD<FKG6�����&1�)%$�%+��#&0���&$'0-%����� %&#&�3��&��$�'6���#��*��E8D�>�)��?6��&#0$����!� <�)!&)!+3���(0!)�$�%+*�+&��0)+ �)��������%�3��#&0���&$'0-%����&'-&%:�

Page 3: Cyber-Physical Cloud Computing

���� ����������������•� ����$ !�� ������� ���� �� �!���&� �� �����'��� ��&�����

�'���-��'��� �����$������$!��2������,��������67�

��� ���'����� ����%����

� � ������ � � ��� ����� !���

� � ���� � ��� � � ��� � �� ���

� � ��� &������'� ����

0�� � *� ��� ���� '� �� $ �����$��'� ��$���� ��� ���'����&�����)�����������������&�������%������� �������� ���$���$���$�������.�����������/�

��

�#�*,,&&&+���+$��+��$,1���,��$����,����� �-�54,����� �-�54+� ���

Page 4: Cyber-Physical Cloud Computing

������������ �� ������������

�'���,�' ��������$������$"��.�����+���� ���01� ��

�'����������

�' �����������

��������

������ �

�� ���������������

���� ����

��!��

��%��� �

��������������

����� � �

��� �

����+ ���-�����+�������,����������!�&����-�����������(������ ���!���%�������!�!��!�����������'��$���*������'��������%� �����$!�, ������'���,��' ����� ' !�� ������ �������� �!�������$�� ��%��� �

Page 5: Cyber-Physical Cloud Computing

����������

�%���(��%���������#������#!��)������' �������+,�

���#������#!���

���� �������

���$���

�� ������

������'���

������������ �� ������������

����� ���

����������$����

�����

������������

���#������

�� ���� ��

�������

��������������� ���� (��������

��$�����

���(!�����������!���

��������

��������%� ����

���#������#�����

��

Page 6: Cyber-Physical Cloud Computing

����������

�'���,�' ��������$������$"��/�����+ ��� ���36�

1*� ������!�-��.$ ������� �$��� + ' !�� �2*� ��������%�������!�����-��.���%� ������������

��&��'���,��' ����� ' !���3*� ����!�����!�"���!����%�������!��!��%��'�

�����-�����������!����"����.�4*� ������������������������������!')� ���!')�

��$��!'��������%��'�5*� �'�����������$��"����������������,"���

��!&��� �

����$!�"������� �$��� �

�' �������""� �-��%��� )��$��������� )�

��������)��!�*.�

�����������!&��� �

�'���,�' ��������$�����%��� �

�'���,�' ��������$���' !�� �

�'���,�' ������' !�� �

�'���,�' ��������$������%��� ��

$������ ����������� "��������� %�$������ ������� %�

� ���#�� ��������� �����������������������

��

Page 7: Cyber-Physical Cloud Computing

���������������

�������������������� ������������

���� ��������������� ������������

��������� �����������������������������������

�������� ������������������������

����������������������������������������

�����������������������������������������

��� �������������� ������������

�������!�������������������� "����� ��������$%�

Page 8: Cyber-Physical Cloud Computing

������������������ ��

�+��#/ �+$������� )��� �!)'��1 �#��.� #�$� !34�

�+��#/ �+$������+$%���� �����)��' ����0��� �/�)��' ����#�")�#����%$�

$+$%����)����#�

�+��#/ �+$������� )�� ��& #��

� ���� )����#*����� �

���' ��������� #��' ��

$+$%���)$�#�

��' ��������� #��' ��

��#*������%�� ��

��#%)��������

�)�'�����#*����

�� #��' ��#�")�#����%$�

� ���+$%����+��������������

•� � ����#�$%#)�%)#���–� � �! $�' ������–� �����-��)% ��%�-����!%�����–� ����/�����–� � �%# �������–� ���������–� ���������–� ���)#��–� �%�# !�#�����–� #%�����–� ������%�����������–� � ������%�#��' ��

� ����#*����

��

Page 9: Cyber-Physical Cloud Computing

����� ���������������������

-virtualLocation-name

+run service()+register service()+negotiate SLA()

Service

Orchestration

+perform complex task()

ComplexService

Ochestrate Ochestrator

-physicalLocation

IO

Service2Service

+provide data()

Sensor

+run algorithm()+program new algorithm()+modify existing algorithm()

Processor

Service2Orchestration

+provide list of services()+register new service()+modify existing service()

Provisioner

+perform action()

Actuator

+record new data()+provide data()+modify data()

StoredData

-interpret()

Social

+convert()

Physical

+direct services()+monitor service()

Conductor

-serviceEntry

Catalog

StoredDataProcessor ActuatorSensor

Passive Active

«use»

«use»«use»

������� ������������������������������� �� !�

��������� �����������

��

Page 10: Cyber-Physical Cloud Computing

�� �������������������������� ��������

� ���#�� ��������� ���������$����� "�������&'�

������������������

�����!������������"����������

����������

�� ��������������������������collection, archive, organization,

manipulation, sharing very large data sets�

Physical & Social Sensing

Data�Actionable �Information�

�������������� ���������������� �������������������������� �������

��������� ���� ������� ���������� ����������������������������

���#��� ����������

���

Page 11: Cyber-Physical Cloud Computing

�����������������������

�&���*�&��� �����"������" ��+�����)��������-.� ���

�������������������������"����!������������������� � ���

�&���*�&��� �����"������" ���

���"���

� ����&�

�������&�

������%��&�

� �� �����&�

���� ���

���������

� ����� � �#��"���

� � ���"����(����� ��(�� ������"��"�����

�� �* �������� ���

��������������"���������

�� �������#��� ���

$��������� � ������

$�������%��������������

$� �������%��������������

•� � � ������� ���•� ��� ���•� � � �������•� �"��� ����� ���*�� ��� � �&������������������"��� � �•� �������� ��"������������"�������

Page 12: Cyber-Physical Cloud Computing

�������������������������

�$���(��$�� ������ ������ ���)������'�������+,� ���

���������������������������%����$������������������#�����

�������������������� �����������(� ���� $���(��$�� �����������������

�$���(��$�� ������ ������ ����

' ��"����(��������� ����

'�� ������(��������� ����

�� ���

�����$�

��� ��$�

������#��$�

���������$�

��������

���������

�����������!�� ���

������� � ��&��������&��������� � �����

����(��������������

��� ���������� ���������

���������!�������

"������������������

����������

'�����)������ ��(�

����� �������$���� ��$� ���������������$�

Page 13: Cyber-Physical Cloud Computing

����������

�)�� 0��)!��������%������%#��3��� ��/�� �!���79�

����

����� ����������

����

�!%������� "��&��"�

�� �)��� �����1� �����!#��2�

�%"�0��������

�� �����&��"�

�����&����&��"�

����%"�� �!��� ��!�

� ����������

����"� �

���������"'� �!�

:���!��� �#��;�5-� ��)!���������"� ����6-� ���0#�����"����� ���#���7-� ��"%�#�������)!�!�8-� ���� �#��� ���#��!���!�

��"'������##�!�.�

�!%������� ����+�� ����(���"������"��(���"������.-� �!����� "�

1� �����!#��2�

)�����)����!� �

��������,��������)�����"� ��������������)�����&� )�

� ���� ��� "�!�"%�#���

)����"� ����!� �

���

Page 14: Cyber-Physical Cloud Computing

�,��#��"���

�%#(�%(#� ��

��������������������������������������������

�� $!#��%*!#�$ ���� �����%�������)� �!������%*!#�$ ���

� ����

�����"���

�!����& ��

�����������������������

������

�"���� ������

�����

�����%�

�)� %���%��!����

��#%(����%*!#���)�#��,�%!���$�!)�#���%��$!(#��$�� ��%!���%��#�� ��$%!#����%��*������#��$�&$����*�%��($�#/$����� �� ���

���

��� ���

���������

� %�#�! ��&! �*�%���$"�&!1%��"!#���"#!+���%,�

�������

��#��1���� $�! ���28�3�)�$(���-�&! �� �$"���1&����(���27���!#�$"����:�6���!#�&��3�

�,��#1��,$�������!(���!�"(& �4���#��0�!#�$�!"89� ���

Page 15: Cyber-Physical Cloud Computing

������������ �����������������������

•� ���� ����!�� ����!� � ��� !������� ���� �������������� ����������������������������������� �������������� �$��� ����

�� �#����������������������%������"��������'(� ���

Page 16: Cyber-Physical Cloud Computing

������ ������������������� �����

������� ������������������������������� �� !� ���

Page 17: Cyber-Physical Cloud Computing

��� ��$��������������!��������"�������!���������������������������

����'�"��������)��� ��������"�����������"����� �������� ���������� ������������0�-�-,���"'� ����� ��%� ����"!1�"����"'� �!������"�����"������������!���������������'�"��%"��%���

��� �#�������!"����"�����!�!����"����'����� �#����"'� �!� � �� ���������"'� ��

0�(-��������'1�

� &������!��&� )�

� &������������"���������"� ����

� &������"� ��#��� ��#��*�#�������������

����� �#&�� � &�����&� ��)��"'� �!�

�"'� ��� �"����� "���!�

�����!� ����"��� ��%� ����"!��� �!� &����������� �#��!�

����������!���

���" ��!��"����"'� ���������!��

� &������!��&� )�������!�� ���

�!!�����(����������"'� ����"��

� &����!"�"%!�������!"�"%!�

�)�� /��)!��������%������%#��2��� ��.�� �!���45� ���

Page 18: Cyber-Physical Cloud Computing

��� �������� ���� ���������� ��

�$���'�$��� �����!������!���(�����&��������+,�

��������� ����

������������

���������������!��# � ��� ��������� �!������!��� ����� �� ������������*�

������ ����

������ ����������������

�� ������ ���������� ����������������������

������������������������������

������ ����

�����������������

'�� �$����� � ���� � �'������!�� �������� ���������� � �

�������!����

�����'���"���������������

���

Page 19: Cyber-Physical Cloud Computing

� ����������� ���� ���

�����������)����$�%�

����* ��� �����#��

��� ��� ��� ���

���

��"��������������������* �������������$����������������$����������������'���(�������������"�����������������#���0.�������$���������� �����������������������������%�������� ���

Programmable Network (ex. OpenFlow)�

•� ��*������������"�� ���������$���������������������%����������� ��� ���������������������� ������#�����

������� ������

���#���������

�% ��*��%���������"������" ��+������)��������-/� ���

Page 20: Cyber-Physical Cloud Computing

�$���'�$��� �����!������!���(�����&��������*+�

��������������������� ����

�������� �������������������� �

�����������������������

���� �� �������#�����

��������������#�

�����������"����� ����

����

� ���� ���������

���"����� �������� ��&���

������#����� ��&���

����� �����

���������"�������� ��� ����

���

Page 21: Cyber-Physical Cloud Computing

�*��"- �*#������� '��� �!'%��0� �"��,� "�#� !23�

��������������������� ����

�������� �������������������� �

�����������������������

" �"����������$) "�#�

�� ��� "��!���� )�

�� ��� "�� �(��% ����� �

����

�� � �� ��������

� �(��% ����� �� �����,� ��

�!���� )�� �����,� ��

�� ��������

� ���#���"(����� ���� "�% ��

�$�!��&����������� �,,�:�����"#!�#�������"��1�������-����.�9/�����-������������(�����(�*172)156)�����+.�,,�;����!������"��1����-�� �.�9/��� ����-����(��� �.��2����-�% �.�9/��� ����-����(��% �.�,,�<��!��#����#�"(�������""���"��1����-����(��� �(�*40�98�����+�'�*1000�9���� ����#�+.�9/����-�� �.��2����-����(��% �(�*�"�� �+�'�*3000�9�����!�+.�9/����-�% �.�

����

��$) "�������".�)/�

�� �������� �����������$�"!"�$�"�

�(������#$����#�� ������"������#� �$���"��% �����# �$�$'#����#

��%(����"(�����#$#� �� )��������$�� �����'��$ "�� �$" ���"��#$#�

�"��#��% ��

���

Page 22: Cyber-Physical Cloud Computing

���������������

•� �!����'�3�4�� ����&����&���#"���5��•� ���������'3��*�+����� ��������)�!����,�

'�������#$�� ���� � ����!����������������� � ������������������������������������� ��)�� ����&����&��������� �

������

��� ����+���,�

��� ��+����,�

����+���,�

time (t)�

longitude (y)�

��������!������������������������������ �����+��� ���������3��,��

latitude (x)�

�������������!��������� ���� �������������������!���3-���&���.�

ta�

tb������� ����

+beginTime() : long+endTime() : long+section(from : long, to : long) : MovingPhenomenon+getFeature(time : long) : Feature+topFeature(k : int) : FeatureCollection+boundingBox() : Envelope

MovingPhenomenon

-time : Period+getGeometry(t : long) : Geometry+getFeature(coord : Coordinate, t...

UnitPhenomenon

-geometry : Geometry-time : long-feature : Feature

GeoEvent

-NONE-LINEAR-BARYCENTRIC-NEIGHBORS-REGRESSION-IDW

<<enumerat ion>>Interpolat ionType

-BOX-SPHERE-TUBE-CONE-RCONE-POLYHEDRON-MPOINT

<<enumerat ion>>MovementType

1..*element

1..*

0..*

sample

movementFunc

interplationFunc

�#���)��#�� ������ ������ ���/������(�������12� ���

Page 23: Cyber-Physical Cloud Computing

�� ���%������������������������������������������� �������!��� ����

���

•� �"���&��"�� ��������������#������"�����•� ��������������&!"� �����'��"���"���"������)�� ���"��������)!�������"��

–� �)�� ���"�,�����������&���"!+���������!+�����!+����–� ��)!�������"�,����!� '�#�����"��

•� �!&�����"����������� ���!��'� ���� ���#��!���"(������"& �����������������!����������������

–� ������������ �������������������������������������������� ����������������������.

•� �������!!&�!��� �������"��–� ����&!���"��!�����&�"�"������ ���#��!���!��������������%� �!�&!����!��������"����!�&�-�

STICKER 3D – Interactive visual data mining using 3D 10-tiled display windows (under development)�

x

y

t

Space-timePoint

Space-timeLine

Space-timeVolume

Space-timeRegion

���� ������!����� "!

��

���#�"���� ���2��

�)�� /��)!��������&������&#��0��� ��.�� �!���23� ���

Page 24: Cyber-Physical Cloud Computing

����������

������� ������������������������������� �� !� ���

Page 25: Cyber-Physical Cloud Computing

��������� ��

���

��$����

���"���������

���!���!���������� ���������%��������(&�

���$��

�$����%��������&�

�����������

�������� ����� ������������� �������������� �� ��

������������������ ������� �� ���������!������������

���!����� �������#����

�����������������'����"�����

���������������

PIAX�

�!�!����

Page 26: Cyber-Physical Cloud Computing

� ���!" �"� ��� &����

� ���!!� ��� &����

��"%�"� ��� &����

���!� ��� &����

�"� ����"���� &����

��������

�(�� -��(!��������%������%#��0�� ��,�� �!���23�

�(�� -��(!���������%���

����%#���

��"�

��#

���'

�"���

�(!��

����

� ��

���������"(�������"� ��� �����"(��

��!�"�������%#����

���%�������%#���

�(�� -��(!���������%#���

���� ����� ��

���� ������-!������!(!"�����!������"�����"� ��#�������������!������"'� ������&���!�.������������!*�!��!� !*���"%�"� !*��"�+/������%���������!*��������������&� (��� ������%�"!������ ���� ��� ��

���

�(�� -��(!��������%��

���!� ��� &���!�

� ���!!� ��� &���!�

��

���� �������

�������

�����!������"����

��#������������ ��#���

��� ��� ����������

� ���&���*�'� ���%!����!�� �����*������%��#��*�!�� �����

��

Page 27: Cyber-Physical Cloud Computing

��������������� ������

�0��&6��0'���!��!$,���$"%,)#�8��&��5�$& '�$%:;� ���

�(�#��&��1�)$#�

��'(����

<��!$,��#$���

�����

�0��&6��0'���!��!$,���#�&�'(&,�(,&���

�%%!���)

$#�

�&���(��(,&�����,&�(0�7��&�-��0���(����#���"�#(� �(.$& �#��

����������� ����.$,!��!� ��($�(��# ��!!�$��"�"��&'�($��$�#�(��'��$!!��$&�)$#4���"��&�&�"3��&�����""$#3��&���&��������,!/3��$�����,&� �"�3��0$#�����3��#��$�����+',�