Tesis sobre el tema "Architetture di servizio"

Questa tesi ha come scopo l’analisi approfondita dei diversi servizi di push notification per dispositivi mobile e la progettazione di una componente integrabilem in una private cloud per l’inoltro e la gestione delle push notification.

Le patologie croniche quali nefropatie, obesità, cardiopatie e diabete, nelle prime fasi del loro sviluppo sono asintomatiche. È stato realizzato un'applicativo web, denominato Viewpoint, in grado di prevedere l'insorgenza dell'insufficienza renale cronica, a partire dai risultati delle analisi di laboratorio, per poter applicare un'azione di prevenzione sui pazienti. Il sistema si avvale di risorse REST e utilizza l'architettura EJB. In particolare, è stata curata la sezione analitica, in grado di visualizzare dati aggregati ed effettuare analisi what-if sul numero dei pazienti e sulle risorse dispensate dal SSN.

In passato, servizi innovativi anche se dirompenti sia in termini sociali che tecnologici non hanno richiesto particolari modifiche alle infrastrutture di rete. Con l'avvento della Internet TV e l'aumento delle applicazioni cloud tale situazione sta rapidamente cambiando e la necessità di introdurre nuovi paradigmi di servizio nelle reti è un tema attualmente molto dibattuto. Le necessità dei cittadini e del business in genere, sono in continua evoluzione e richiedono ai servizi di essere pervasivi e adattativi all'ambiente reale (context awareness). In particolare cresce sempre più negli utenti la necessità di creare ed accedere a nuovi contenuti anche attraverso il cloud e di interagire con loro: in sostanza cambia il loro ruolo da passivi “eye-balls” a quella di “attori creativi”. Ne consegue che i nuovi paradigmi dei servizi moderni quali internet TV e cloud computing pongono stringenti requisiti sulle performance e più in dettaglio sulla connettività. I paradigmi del cloud implicano tra le altre, larghezza di banda simmetrica e altissima affidabilità: questi requisiti stanno portando le Telco a creare nuovi servizi con nuove caratteristiche che di fatto vanno ad aumentare la loro offerta. Ad esempio al livello di rete di trasporto i fornitori di servizi cloud e di contenuti potrebbero beneficiare della possibilità di cambiare dinamicamente la loro larghezza di banda disponibile, per supportare diversi tipi di sessioni come le “interactive” (a bassa velocità di trasmissione) e le “non interactive” (ad alta velocità di trasmissione). Questa esigenza introduce il nuovo paradigma di Bandwidth on Demand (BoD) nella rete di trasporto. Chiaramente le soluzioni SDN-NFV (Software Defined Network - Network Functions Virtualization) sono le migliori candidate per supportare operativamente cambiamenti così radicali negli schemi tradizionali di provisioning del servizio. I nuovi servizi video e cloud richiedono anche che la rete sia in grado di fornire in modo dinamico, in tempo reale ed in base alle necessità del cliente Quality of Service (QoS) – End to End (E2E) in termini di bassa latenza, jitter e packet loss. Esse richiedono inoltre che la rete possa interagire con piattaforme di servizio di terze parti, permettendo ai Telco di operare come un “abilitatore di servizi”, ponendosi così attivamente al centro del rapporto tra il cliente finale e gli Over-the-Top (OTT). In particolare la sostenibilità dell'ecosistema internet in presenza di volumi di traffico crescenti, il cambiamento dei modelli di traffico e le nuove esigenze di servizio, implicano un nuovo approccio volto a: - generare valore dal core IP, garantendo qualità nella fornitura di classi di traffico pregiate, al fine di soddisfare le aspettative degli utenti in termini di QoE; - abilitare nuovi modelli di business in grado di sfruttare adeguatamente sia gli asset degli OTT (ad es. applicazioni e contenuti), che dei Telco (cioè infrastrutture di rete, controllo e relazioni con gli utenti). Alla luce di questi scenari, nel presente lavoro sono studiate due diverse soluzioni: una per carrier internazionali e l’altra per operatori di reti di accesso. La prima soluzione affronta la progettazione di un servizio di BoD in grado di consentire ai clienti dei carrier (ovvero alle loro applicazioni) di aumentare dinamicamente ed in real time la loro banda disponibile. La progettazione è stata condotta a partire dalla modellizzazione di una porzione della rete mondiale di Telecom Italia Sparkle. Il modello è stato creato estraendo dalla rete reale europea quattordici tra i maggiori nodi POP. Il modello tiene conto della distribuzione geografica dei POP e della piattaforma hardware IP e crea un modello dell’infrastruttura ottica di trasporto. Per valutare la relazione economica tra le diverse componenti di rete sono stati calcolati i capex “full cost” dell’intera infrastruttura. In seguito sono state effettuate alcune campagne di misura per stimare l’andamento dei flussi di traffico. Dalle misure, tra le altre cose è emerso che, nonostante la presenza dei maggiori OTT nei POP europei, circa il 25% del traffico in Europa proviene ancora dagli USA. Il modello ha anche introdotto una classificazione dei clienti in base ai loro profili di traffico: ci sono i “Content”, che presentano traffico sbilanciato con rapporto out/in = 3:1, gli “ISP” con rapporto di traffico out/in di 1:3 ed i “Bussines Misto” con traffico equilibrato. Partendo dai risultati suddetti, è stato creato un modello tecnico ed economico per il servizio di BoD: tale servizio consente di aumentare dinamicamente la larghezza di banda disponibile per un periodo limitato nel tempo, su una connessione preesistente. A tal fine è stato adottato il modello Principal/Agent nel quale gli “effort” forniti dai carrier sono gli osservabili in condizioni di rete incerte. I risultati mostrano che l'aumento della larghezza di banda può comportare una perdita economica per l’operatore carrier se non si adottano adeguate precauzioni nel fissare il prezzo del servizio, condizioni che devono necessariamente tenere in considerazione lo stato della rete: l’incremento di larghezza di banda infatti è più costoso quando lo stato della rete muove verso un carico superiore. Per quanto concerne la rete di accesso, i nuovi servizi (sia fissi che mobili) impongono requisiti più stringenti, tra i quali la necessità di elevati livelli di QoE sia in termini di fruizione che di creazione di contenuti, cioè, abilitando nuovi paradigmi di comunicazione che integrano multimedia messaging, voce e video in una logica di servizio unico. Inoltre essi devono consentire nuove modalità di utilizzo (in particolare, la fruizione in mobilità, su piattaforme multi-device, così come in una modalità multi-schermo) e ad alte prestazioni (ad esempio con throughput fino a 20Mb/s per il video streaming 4K, bassi tempi di download delle pagine web, integrità e fluidità dei contenuti video, elevata affidabilità dei servizi cloud, ecc.) Per garantire un’elevata QoE ai servizi esigenti come lo streaming video, devono essere valutati alcuni aspetti importanti. Il rapporto tra QoS e QoE è il framework generale ove si devono inserire i principali parametri tecnici che possono influenzare decisamente il throughput sul servizio erogato quali il Round Trip Time (RTT) e il Packet Loss (PL). La ricerca nel passato è stata in gran parte dedicata alla valutazione dell'impatto dei livelli di QoS sui servizi multimediali, tuttavia migliorare la QoS può risultare non sufficiente per migliorare la QoE. Per garantire il livello richiesto di QoE, devono essere inserite in rete piattaforme specializzate (QoE Platforms) che agiscono al di sopra del livello di network (Layer 3). La QoE è stata introdotta come una misura soggettiva dell’esperienza dell’utente (cliente) che esprime la soddisfazione generale su uno specifico servizio e che quindi in base a quest’ultima è incentivato oppure no ad acquistare in futuro nuovi servizi. Alcuni fattori chiave per valutare l’esperienza per il video internet sono: la qualità delle immagini; i bassi tempi di attesa per iniziare la riproduzione; la fluidità di fruizione (senza interruzioni dovute a buffer). Tali fattori chiave dipendono dal throughput al livello applicativo ed influenzano direttamente il numero di accessi a contenuti video e il tempo speso dagli utenti per visualizzarli. Una migliore QoE consente alle Telco di commercializzare offerte “premium” basate sul throughput delle applicazioni E2E piuttosto che sul tradizionale massimo bit-rate (non garantito). Per questa ragione è necessario che il requisito di elevato bit rate nella rete di accesso trasli nella migliore QoE per l’utente finale. Tuttavia per migliorare le performance percepite, può non essere sufficiente aumentare il bit rate: latenza e packet loss possono infatti limitare enormemente il throughput anche negli accessi UltraBroadband. Le piattaforme per migliorare la QoE sono basate sul caching e sono ad esempio le Content Delivery Network (CDN), le Application Delivery Network (ADN), Transparent Cache e website accelerators. Le stesse piattaforme possono oltretutto ridurre i costi grazie alla riduzione dei volumi di traffico nella rete di trasporto IP, oltretutto mettere le cache vicine agli utenti finali può risultare in una soluzione win-win per Telco e OTT. Ai fini di questo studio, la rete della Telco è stata modellizzata a livello logico ed è stata organizzata in tre livelli gerarchici: nodi Core, nodi Metro e nodi di Accesso. Alcuni dei Core Node sono connessi alla Big Internet. I nodi Core raccolgono/inviano il traffico dagli strati Metro e Accesso sottostanti che sono visti come “edges”. I nodi di accesso raccolgono tutti i link di ultimo miglio che sono generalmente sviluppati in reti ad albero. Loro hanno il compito di inoltrare/raccogliere il traffico direttamente agli end-user. Più specificamente il modello adottato conta 20 nodi Core e 400 nodi Metro connessi ad anello ai nodi Core (con numero medio di 20 nodi Metro per anello) Nella simulazione le caches sono state disposte sia nei nodi Core che nei Metro. Per lo scopo dell’analisi sono stati considerati il “Network Costs per Traffic Unit” (NCU) riferito ai segmenti di rete upstream rispetto alle cache ed il RTT dei pacchetti trasmessi tra utente e “sorgente del traffico” che può essere un server remoto in internet o la cache. Al fine di confrontare le diverse opzioni per la distribuzione in rete delle cache, sono stati considerati alcuni indicatori chiave quali il Cost Saving ed il miglioramento del Throughput ottenuti prendendo come riferimento la rete senza cache. I risultati sembrano molto soddisfacenti sia in termini di risparmio dei costi che di miglioramento del throughput delle applicazioni. Quindi cache opportunamente distribuite all'interno della rete di un Telco possono migliorare sensibilmente l’esperienza degli utenti finali, riducendo i Total Cost of Ownership di rete.
In the past, innovative services, although disruptive both in terms of technological and social effects (e.g., Skype), did not require particular modifications to the network infrastructures. With the advent of the new Internet TV and the increasing importance of Cloud applications such situation is destined to rapidly change, and currently the need to introduce some new service paradigms in the networks is “hot” topic. Both citizen and business needs are constantly changing and require services to be pervasive and adaptive to the actual environment (context awareness). Therefore, services must be accessed through fixed and mobile networks and both in indoor and in outdoor environments, on different terminals (e.g., connected TV, smartphone, tablet), as well as on multiple terminals simultaneously (multi-screen). In addition, individuals have growing needs to create new contents, to move them to the Cloud, and to interact with them. Therefore, they are progressively changing their role from passive “eye-balls” to creative actors. So the new paradigms of modern services such as Internet TV and Cloud computing pose important requirements on service performance and, more specifically, on the characteristics of the network connectivity. Cloud paradigms require (almost) symmetrical bandwidth and very high reliability: such requirements are driving the Telcos to create services with new characteristics also to improve their offerings. For example at transport networks level, cloud and content providers could benefit from the possibility to dynamically change their available bandwidth, to support different sessions such as “interactive” (with low data rate) and “non interactive” (with very high data rate). This need induces the new paradigm of Bandwidth on Demand (BoD) to be introduced in the transport network. Clearly, SDN (Software Defined Network) and Virtualization solutions are the best candidates to support such challenging changes in the transport network. New video and Cloud services also require that the network is capable of dynamically providing E2E (End to End) Quality of Service (QoS), at least in terms of low latency, jitter, and packet loss, according to the customer’s real-time demand. They also require the network to be able to interwork with third-party service platforms, allowing the Telco to act as a service enabler, so placing itself actively at the center of the relationship between the final customer and the OTT (Over-the-Top). Moreover the sustainability of the Internet ecosystem in the presence of increasing traffic volumes, changing traffic patterns and new service requirements, implies a new technical-economic approach aiming at: – extracting value out of the IP core, ensuring quality in the delivery of valuable traffic categories, in order to meet the user’s Quality of Experience (QoE) expectation; – enabling new business models that can properly leverage on both OTTs assets (i.e., applications and contents) and Telcos assets (i.e., network infrastructures, end-users relationship and control). QoE has been introduced as a subjective indicator of the customer’s experiences that resume the overall satisfaction on a specific service. According to this scenario, in this Thesis I investigate two different solutions proposed to optimize the business proposition for an international carrier, and for an access network provider, respectively. The first proposal analyzes the set up of a new BoD service designed to enable international carrier’s customers (or their applications) to dynamically increase their bandwidth in real time. The analysis was performed starting from the modeling of a meaningful portion of the Telecom Italia Sparkle (TIS) worldwide network. The network model has been created as part of the Thesis work out of the actual TIS European network, taking into account today’s operative POPs locations and IP platforms, and then modeling the optical network infrastructure. Initially, the full cost Capex (capital expenditure) was calculated to assess the economic relationship existing between the different network components. Then, some measurement campaigns were performed within the TIS selected network portion to estimate the data traffic patterns. With the measurements that were collected it was possible to establish a model for traffic patterns also evidencing that currently about 25% of traffic in Europe is still generated from the USA. The examination of actual traffic data also allowed the model to introduce a classification of the customers based on their different traffic profiles: “Content” which present unbalanced traffic with out/in ratio = 3:1, “ISP” with out/in traffic ratio 1:3 and “Mixed Bussines” with balanced traffic. Starting from previous results collected in the work, a technical and economic model for the BoD service was created: such service plans to dynamically increase the available bandwidth for a limited period over the time and over a pre-existing connection. The Principal/Agent model was adopted as a model, where Carrier efforts are the observables in a context of uncertain network conditions. Results show that the increase of bandwidth could result in an economic loss for the Carrier operator if no precautions are taken in setting the service price, also considering the network status: moving to a larger bandwidth is more costly when the network has a higher load. With regard to the second scenario considered, i.e. the access network solution, new services (both fixed and mobile) impose stronger requirements including the need for high QoE levels both in terms of content fruition and content composition, i.e., enabling new communication paradigms that integrate multimedia messaging, voice and video communications within a single service logic. In addition, they must allow new usage modalities (in particular, service fruition while on the move, on multi-device platforms, as well as in a multi-screen mode), and high performance (e.g., throughput up to 20Mpbs for 4K video streaming, very low download time of web pages, integrity and fluidity of the video content, high reliability of Cloud computing services, etc.). To ensure high-level subjective QoE for demanding services such as video streaming some important issues need to be taken into account. The relationship between QoS and QoE provides the general framework for the analysis. Here the main technical parameters to be considered are RTT (Round Trip Time) and packet loss, that determine the actually delivered service throughput.1 1 This is the fundamental indicator for the performance of the transport protocol (TCP) which is prevailing in the network (about 90%) for most of the applications. 9 In the past, Internet research has been mostly devoted to evaluating the impact of QoS levels on multimedia services. QoS functionalities (such as packet priorities, network resource reservations, etc...) are necessary to ensure the proper network functioning and service management. However, QoS is not enough to ensure QoE, as some additional network KPIs (Key Performance Indicators) limit the application throughput. To guarantee the required QoE level, specialized platforms (QoE Platforms), acting above the Network Level (Layer 3) must be deployed within the network itself. Some key factors to evaluate the customer’s experience for Internet video are: quality of the images; low waiting times to start; fluidity of use (without interruptions due to buffering). Such key factors depend on application throughput and directly influence the number of accesses to video content and the time spent by users to view videos. Better QoE allows a Telco to market new commercial offers with premium prices based on the throughput of E2E applications instead of the traditional pricing based on maximum (not guaranteed) access bit-rate. For this reason it is necessary that the highest possible bit-rate in the access network actually translates into better QoE for the End User (otherwise a larger bit rate is just wasted). In fact, to improve an End User perceived performance increasing the bit-rate available in the access network could not be sufficient, as latency and packet loss may severely limit throughput, even with UBB (Ultra Broad Band) access. Strategies used to improve the QoE are based on the “replication of contents” in servers (i.e. caching) deployed also in the Telco’s network in order to reduce latency and packet loss. Platforms able to improve the QoE are based on caching, such as CDNs (Content Delivery Networks), ADNs (Application Delivery Networks), Transparent Caching and Website accelerators. The same platforms could also reduce network costs due to the lower traffic volumes in the IP transport network. Therefore, caching contents close to the end user can turn into a “win-win” solution for both the Telcos and the OTTs. For the purpose of this study, a Telco’s network has been modeled at a “logical level” and has been organized into three hierarchical levels: Core Nodes, Metro Nodes and Access Nodes. Some Core Nodes are connected to the Big Internet. Core nodes collect/send Internet traffic from/to the underlying metro/aggregation networks which are seen as “edges”. Access nodes collect all the last mile links generally deployed in a tree topology. They are in charge to gather/forward traffic directly from/to End Users. More specifically, the adopted model counted 20 core node. The underlying edge network was designed into two levels: Metro network and Aggregation network. The total number of Metro nodes was 400; Metro nodes were connected to the Core nodes by rings (average number of Metro nodes per ring was 20). Caches could have been deployed both in a Core node and/or in a Metro node. For the scope of the analysis, in each network level the key network parameters were: – Overall “Network Costs per Traffic Unit” (NCU) referred to the network segments “upstream” the cache deployment point; – “Round Trip Time” (RTT) experienced by data packets travelling to/from an End User and the “traffic source” (Note: the “traffic source” can be a remote “Origin Server” in the Big Internet, or a Cache in a Core/Metro network node). In order to compare different options for caches deployment, some key indicators for Cost Saving and Throughput Improvement were considered having taken costs and throughput of the network without caches as a reference. Results for both cost saving and application throughput improvement looks very satisfactory, as the analysis shows. Therefore, one conclusion of the study is that caches suitably deployed inside a Telco network can improve End Users experience while reducing network total cost of ownership.

Il lavoro di ricerca svolto riguarda la realizzazione di strategie di routing innovative per servizi real-time session-based nell’evoluzione verso architetture full-IP. Esso si inquadra nell’ambito dell’evoluzione dei modelli di interconnessione e di platform enablement per un Operatore di Rete, considerando il punto di vista e l’approccio operativo del carrier internazionale Telecom Italia Sparkle (TIS). TIS al momento utilizza una suite software (iXtools) al fine di eseguire il Routing & Pricing (R&P) del servizio voce. Ciò implica vari processi volti ad ottimizzare il ritorno economico del carrier sulla base degli accordi commerciali wholesale stipulati, di aspetti tecnici di rete (ad esempio la capacità disponibile), della qualità del servizio richiesta dal cliente e del traffico previsto per numerose destinazioni in tutto il mondo. In particolare, nel presente lavoro si considera uno scenario all-IP, in cui vari servizi possano essere forniti tramite un'unica rete dati IP, piuttosto che da molteplici reti separate -- una per telefonia tradizionale, una per traffico dati IP, una per TV, ecc. Tale scenario è molto probabile data la sempre maggiore convergenza delle reti di accesso di prossima generazione (Next Generation Access Networks, NGAN), fisse e mobili, e della sempre maggiore offerta di servizi forniti tramite protocollo IP (ad es. VoIP, instant messaging, video streaming / on-demand, ecc). In un tale scenario è però richiesta un’evoluzione dei processi, delle soluzioni tecniche e commerciali al fine di poter fornire servizi con adeguate qualità. La presente tesi di dottorato si concentra quindi sulla possibilità di realizzare nuovi modelli di business basati su soluzioni tecniche / commerciali che presuppongano una differenziazione di qualità (QoS, Quality of Service) del traffico IP. In particolare, verrà proposta una possibile evoluzione del modello software adottato per il servizio voce (iXtools) verso un contesto all-IP multi-service, e un modello software basato su un criterio di routing innovativo (massimizzazione del margine operativo piuttosto che minimizzazione del costo).

Questo lavoro di tesi �si basa sull'estendere l'architettura del software NILDE - Network Inter Library Document Exchange attraverso un processo di migrazione verso servizi REST (REpresentational State Transfer) utilizzando e ampliando metodologie, best practice e frameworks che hanno permesso lo sviluppo di API Pubbliche e Private utilizzabili da utenti esterni.

Un sistema di Earthquake Early Warning (EEW) deve obbligatoriamente confrontarsi con la componente tempo. Escludendo la possibilità di predire un evento sismico, l’unica azione, ad oggi possibile, è l’invio di un'allerta verso target più distanti dal punto di nucleazione dello stesso prima dell'arrivo delle onde più distruttive. A tal fine, possiamo sfruttare le diverse velocità di propagazione delle onde sismiche nel terreno rispetto a quella dei mezzi trasmissivi delle informazioni ed avvalerci dell'ausilio di moderne tecnologie. Questo lavoro di tesi presenta, quindi, lo studio, lo sviluppo ed il test sperimentale di architetture di rete per l'Internet of Things (IoT) e la loro integrazione con sistemi Cloud per finalità di allerta rapida in caso di terremoto. Dopo aver analizzato i ritardi aggiunti da ogni componente di un sistema di EEW, si è agito su una parte dell'architettura di sistema con lo scopo di una diramazione dell'allerta in tempi più contenuti rispetto agli attuali. L’utilizzo di differenti protocolli trasmissivi rispetto agli standard internazionali, di differenti tecniche di individuazione e di localizzazione, ha dimostrato come sia possibile ridurre il tempo totale di rilevamento, e di conseguenza di allerta, di circa 3 secondi. La modularità dell'architettura proposta ne permette l’integrazione nelle attuali reti sismiche ed è applicabile anche in altri scenari, come ad esempio quello del monitoraggio strutturale, o nel caso di allerta rapida in seguito ad una varietà di eventi naturali come quelli correlati al dissesto idrogeologico.
An Earthquake Early Warning (EEW) system must necessarily deal with the time component. Excluding the possibility of predicting a seismic event, the only action currently possible is sending an alert to targets further away from the nucleation point before the arrival of the most destructive waves. To this end, it is possible to exploit the different propagation speed of seismic waves in the ground compared to the propagation speed of transmitting information, and to make the use of modern technologies. Therefore, this thesis presents the study, development and experimental test of network architectures for the Internet of Things (IoT) and their integration with Cloud systems for rapid warning in the event of an earthquake. After analyzing the delays added by each component of an EEW system, we work on a part of the system architecture with the aim of branching out the alerts in a shorter time than the current ones. The use of different transmission protocols compared to international standards, the use of different identification and localization techniques, has shown how it is possible to reduce the total detection time, and consequently the alert, by about 3 seconds. The modularity of the proposed architecture allows its integration into current seismic networks and it is also applicable in other scenarios, such as structural monitoring, or in the case of rapid alert following a variety of natural events, such as those related to hydrogeological instability.

L’ambito sanitario è oggetto di cambiamenti legati alla pervasiva adozione di tecnologie informatiche in grado di supportare i processi legati alla gestione della sanità. Su questa strada vanno le iniziative inerenti agli Smart Hospital, che prevedono una informatizzazione degli ospedali e dei sistemi per la loro gestione. Questa pionieristica visione prevede che vengano messe in campo le più disparate tecniche informatiche con l’obiettivo di supportare l’operato del personale sanitario, specialmente per quanto concerne il processo decisionale e la gestione del flusso di lavoro. La tesi si inserisce nel contesto di Trauma Tracker, un progetto di Smart Hospital nato dalla collaborazione tra il Trauma Center dell’ospedale Maurizio Bufalini e la facoltà di Ingegneria e Scienze Informatiche dell’Università di Bologna, sede di Cesena. Scopo del progetto è quello di sviluppare un Personal Assistant Agent in grado di supportare i medici durante la gestione dei traumi. Tra di queste è presente la generazione di avvisi e suggerimenti il cui obiettivo è quello di guidare l’operato del Trauma Team richiamandone l’attenzione qualora venissero individuate situazioni anomale oppure opportunità circa azioni che è possibile intraprendere. In Trauma Tracker è attualmente presente un sistema per la generazione di avvisi basata su regole. Questo presenta una espressività limitata per cui si intende ampliare le capacità di ragionamento dell’Assistant al fine di considerare informazioni storiche mantenute nell’archivio delle pratiche. Tra le tecniche considerate a tal fine figurano il Machine Learning e il Cognitive Computing. L'obiettivo della tesi è quello di identificare e sviluppare un'estensione architetturale del Trauma Assistant Agent (TAA) in modo che possa integrare la generazione di avvisi basati su regole definite dagli esperti del dominio con la generazione di suggerimenti elaborati e forniti in modo asincrono da servizi cognitivi in rete, in continua interazione con il TAA.

In ambito sanitario, i moderni apparati medici attivi sono oggigiorno sempre più in grado di comunicare via rete, per ricevere comandi e trasmettere i risultati degli esami effettuati. Ovvero, si sta assistendo ad una pervasività sempre maggiore dell’Internet of Things (IoT) in ambito ospedaliero e non solo. In questo contesto, una delle problematiche che emergono è relativa all’accesso pervasivo ai dati e alla loro fruizione da parte di applicazioni terze a supporto dell’operatività di medici ed infermieri. Generalmente questi apparati comunicano con gateway/server ad hoc gestiti dalla azienda produttrice dell’apparato e tali gateway consentono un accesso interoperabile alle informazioni che memorizzano, mediante il protocollo HL7. Si tratta di un protocollo pensato specificatamente per la comunicazione tra apparati biomedicali, che tuttavia - nella versione implementata dai dispositivi attuali - non risponde alle esigenze dei moderni sistemi software. Obiettivo di questa tesi è studiare e progettare un sistema software in grado di fungere da mediatore tra gli apparati medici attivi e i moderni sistemi software, in modo che questi ultimi possano accedere agevolmente ai dati d’interesse indipendentemente dalla loro natura e provenienza. In particolare, sebbene abbia potenzialmente una valenza più ampia, il progetto di tesi si inserisce nell’ambito del progetto TraumaTracker, un sistema a supporto della gestione dei traumi gravi attivo presso il Trauma Center dell’Ospedale ”M.Bufalini” di Cesena. Il caso di studio considera nello specifico il dispositivo EGA (emogasanalizzatore) che effettua particolari esami (emogasanalisi) del sangue di un paziente. L’obiettivo è sviluppare un servizio web con interfaccia REST che consenta a TraumaTracker di accedere ai dati prodotti dall’EGA per i propri pazienti di interesse. Sarà compito del sistema interfacciarsi con il gateway del dispositivo, interpretarne i messaggi HL7 e memorizzarne il contenuto in modo opportuno.

La tesi riguarda il progetto di rigenerazione di Piazza Lipparini, estremità orientale della Spina centrale del quartiere Pilastro, mediante l’introduzione di nuovi servizi dedicati agli abitanti. Il Pilastro è un quartiere che ospita circa 7 000 abitanti nell’area nord-est della città di Bologna, oggetto di numerose iniziative da parte dell’amministrazione pubblica volte a un progressivo miglioramento delle condizioni abitative. Ciò nonostante, la prevalenza di una popolazione anziana e di nuclei familiari a basso reddito comoposti anche da rilevanti quote di immigrati fa emergere la necessità di introdurre nuovi servizi, spazi di accoglienza, aggregazione e socializzazione. Il comune di Bologna ha individuato nella Spina centrale la zona in cui intervenire per portare indirettamente miglioramenti a tutto il quartiere. Quest’area infatti ha da sempre svolto un ruolo centrale nella composizione del rione senza tuttavia mai riuscire a compiersi del tutto come spazio aggregativo. In linea con le intenzioni del comune l’intervento prevede l‘inserimento di un percorso centrale che attraversa la Spina da ovest ad est e che governa la collocazione dei servizi distribuiti lungo la sua estensione. In particolare il progetto di tesi si concentra su Piazza Lipparini, circondata dagli edifici in linea del primo nucleo insediativo; essa ospiterà servizi dedicati principalmente alla fascia anziana della popolazione e alla sua integrazione e inclusione. Il nuovo polo ospiterà una serie di servizi assistenziali, nonché alcuni spazi di tipo sociale. L’obiettivo del progetto è quello di restituire un ruolo preciso allo spazio pubblico oggi indifferenziato e poco vissuto, e di creare situazioni che contribuiscano a rimarginare il distacco intergenerazionale e interculturale radicato nel quartiere, incentivando l’integrazione e la socializzazione.

Progettare spazi e servizi nelle periferie delle grandi città è una grande sfida per i architetti ed urbanisti. É questo il caso del quartiere Barca a Bologna, un’area dalle grandi dimensioni e potenzialità che si trova in una condizione di degrado dovuta a diversi fattori, quali la distanza dal centro e la mancanza di servizi. Il progetto ha come obbiettivo ricucire il rapporto tra quest’area periferica e il centro della città, cercando di trasformare il quartiere Barca in un nuovo polo attrattivo per nuove attività locali e capace di gestire flussi di persone a livello nazionale, vista la vicinanza alla ciclovia del Sole. A tal fine sono stati presi in considerazione gli elementi più significativi del tessuto urbano circostante come fonte ispiratrice del progetto, soprattutto l’edificio del “Treno”, elemento particolarmente rilevante dell’area, per generare nuovi spazi di aggregazione e servizi per il quartiere. Il progetto ha come obiettivo quello di realizzare una lunga passeggiata commerciale affiancata da aree verdi che ne migliorino la qualità in termini di paesaggio urbano. L’intervento segue le linee-guida della sostenibilità, della connettività e della valorizzazione del verde pubblico: il progetto propone una rilettura della periferia come nuovo polo attrattivo, intervenendo alla scala di quartiere sulla riorganizzazione della viabilità, degli spazi pubblici, dei servizi e degli alloggi del quartiere Barca.

Le aree verdi urbane (UGA) svolgono un ruolo chiave nello sviluppo di città compatte fornendo una moltitudine servizi ecosistemici. Nonostante ciò, finora la maggior parte delle città europee ha valutato il fabbisogno di aree verdi attraverso uno standard di tipo quantitativo, senza tenere in considerazione i benefici ottenibili e nemmeno la dislocazione effettiva delle UGA. L’obiettivo non è solo quello di garantire quantità minime di verde, ma anche di renderlo maggiormente accessibile e dare a tutti cittadini la possibilità di beneficiarne. La valutazione dei parametri di prossimità e accessibilità può risultare utile per individuare le aree che presentano carenza all’interno della città. Partendo da questi presupposti la tesi elabora una metodologia di analisi del fabbisogno di UGA che tiene in considerazione la loro accessibilità da parte della popolazione, facendo emergere le carenze effettive, dovute non sempre a una carenza di aree ma spesso a una localizzazione non equilibrata. Le analisi si basano su elaborazioni spaziali in ambiente GIS di dati relativi alla presenza di UGA esistenti, differenziate in funzione della loro area, alla distribuzione degli accessi alle UGA, alla rete dei percorsi e alla distribuzione della popolazione. Le elaborazioni effettuate consentono di verificare quali aree residenziali risultano fuori da una distanza di 300m, considerata mediamente adeguata per garantire un accesso agevole alle UGA. La metodologia viene testata sulla città di Bologna al fine di verificarne la replicabilità a città di medio-grandi dimensioni. La metodologia intende proporsi come uno strumento efficace di supporto alla pianificazione delle UGA in relazione al fabbisogno effettivo che si rileva nelle diverse aree della città, al fine di indirizzare interventi più mirati volti non solo ad elevare le quantità di verde nei contesti che necessitano di nuovi spazi ma anche a migliorare l’accessibilità agli stessi, migliorando di conseguenza la fruizione.

A NGN is a telecommunication network that differs from classical dedicated networks because of its capability to provide voice, video, data and cellular services on the same infrastructure (Quadruple-Play). The ITU-T standardization body has defined the NGN architecture in three different and well-defined strata: the transport stratum which takes care of maintaining end-to-end connectivity, the service stratum that is responsible for enabling the creation and the delivery of services, and finally the application stratum where applications can be created and executed. The most important separation in this architecture is relative to transport and service stratum. The aim is to enable the flexibility to add, maintain and remove services without any impact on the transport layer; to enable the flexibility to add, maintain and remove transport technologies without any impact on the access to service, application, content and information; and finally the efficient cohesistence of multiple terminals, access technologies and core transport technologies. The Service Oriented Architecture (SOA) is a paradigm often used in systems deployment and integration for organizing and utilizing distributed capabilities under the control of different ownership domains. In this thesis, the SOA technologies in network architetures are surveyed following the NGN functional architecture as defined by the ITU-T. Within each stratum, the main logical functions that have been the subject of investigation according to a service-oriented approach have been highlighted. Moreover, a new definition of the NGN transport stratum functionalities according to the SOA paradigm is proposed; an implementation of the relevant services interfaces to analyze this approach with experimental results shows some insight on the potentialities of the proposed strategy. Within NGN architectures research topic, especially in IP-based network architectures, Traffic Engineering (TE) is referred to as a set of policies and algorithms aimed at balancing network traffic load so as to improve network resource utilization and guarantee the service specific end-to-end QoS. DS-TE technology extends TE functionalities to a per-class basis implementation by introducing a higher level of traffic classification which associates to each class type (CT) a constraint on bandwidth utilization. These constraints are set by defining and configuring a bandwidth constraint (BC) model whih drives resource utilization aiming to higher load balancing, higher QoS performance and lower call blocking rate. Default TE implementations relies on a centralized approach to bandwidth and routing management, that require external management entities which periodically collect network status information and provide management actions. However, due to increasing network complexity, it is desiderable that nodes automatically discover their environment, self-configure and update to adapt to changes. In this thesis the bandwidth management problem is approached adopting an autonomic and distributed approach. Each node has a self-management module, which monitors the unreserved bandwidth in adjacent nodes and adjusts the local bandwidth constraints so as to reduce the differences in the unreserved bandwidth of neighbor nodes. With this distributed and autonomic algorithm, BC are dinamically modified to drive routing decision toward the traffic balancing respecting the QoS constraints for each class-type traffic requests. Finally, Video on Demand (VoD) is a service that provides a video whenever the customer requests it. Realizing a VoD system by means of the Internet network requires architectures tailored to video features such as guaranteed bandwidths and constrained transmission delays: these are hard to be provided in the traditional Internet architecture that is not designed to provide an adequate quality of service (QoS) and quality of experience (QoE) to the final user. Typical VoD solutions can be grouped in four categories: centralized, proxy-based, Content Delivery Network(CDN) and Hybrid architectures. Hybrid architectures combine the employment of a centralized server with that of a Peer-to-peer (P2P) network. This approach can effectively reduce the server load and avoid network congestions close to the server site because the peers support the delivery of the video to other peers using a cache-and-relay strategy making use of their upload bandwidth. Anyway, in a peer-to-peer network each peer is free to join and leave the network without notice, bringing to the phenomena of peer churns. These dynamics are dangerous for VoD architectures, affecting the integrity and retainability of the service. In this thesis, a study aimed to evaluate the impact of the peer churn on the system performance is proposed. Starting from important relationships between system parameters such as playback buffer length, peer request rate, peer average lifetime and server upload rate, four different analytic models are proposed.

Le aree interne sono territori in progressivo processo di marginalizzazione, caratterizzate da fenomeni di spopolamento, invecchiamento della popolazione e diminuzione del livello qualitativo e quantitativo dei servizi essenziali. Rispetto al resto del territorio metropolitano, l’Appennino bolognese, si distingue per una marcata fragilità sociale e sanitaria. In questo contesto, se si considera che l’aumento dell’aspettativa di vita comporta un incremento della popolazione anziana, la priorità va rivolta ai servizi sociosanitari di prossimità. Il Comune di San Benedetto Val di Sambro, offre una ricchezza di opportunità che, se messe a sistema, potrebbero rafforzare l’identità territoriale del capoluogo. Un’occasione puntuale si concretizza nel complesso Ex-Inail, testimone di investimenti di più largo respiro della seconda metà del Novecento, che oggi versa in uno stato di degrado e abbandono. La rifunzionalizzazione di tale immobile, attraverso l’inserimento di funzioni a valenza extra comunale, può rappresentare un significativo impatto occupazionale e socioeconomico sul territorio. Il progetto verte sull’ideazione di un polo servizi di respiro metropolitano, aperto ai cittadini, piuttosto che un centro introverso e monofunzionale in cui l’intervento preponderante è rivolto agli anziani con diversi gradi di autonomia e diverse patologie, tra cui l’Alzheimer, ma non solo. All’interno del complesso convivono servizi sanitari, attività commerciali e spazi assistenziali, rispecchiando l’andamento attuale del mercato, sempre più orientato verso questa tipologia di soluzioni. Attraverso tali azioni, l’auspicio è quello di instaurare sinergie sia con la comunità locale sia con la realtà metropolitana così da rafforzare il ruolo strategico del Capoluogo nel panorama territoriale.

La tesi riguarda un’ipotesi di riqualificazione dell’area dell’autostazione di Imola attraverso un progetto di housing social.L’area già individuata dagli strumenti urbanistici come ambito di riqualificazione comprende gli spazi di proprietà dell’azienda TPER e due parcheggi. Trovandosi tra il centro storico e l’asse ferroviario la sua posizione è particolarmente favorevole consentendo facile accesso ai principali servizi e veloci collegamenti.I confini dell’ambito di riqualificazione sono stati allargati in fase di progetto all’intero comparto: la forte disomogeneità e il trattamento delle superfici del lotto richiedono un intervento più completo al fine di reintegrarlo con la città.La nuova configurazione ha lo scopo di ridefinire i margini dell’area, migliorare la relazione con il contesto e individuare un’area protetta più compatibile con la nuova funzione. Questo spazio è di natura semi-privata: gli spazi pertinenziali sono condivisi e integrati con aree pubbliche.L’integrazione e la condivisione sono incentivati garantendo una parte degli alloggi progettati al libero mercato e attraverso la progettazione di spazi collettivi e di servizio. Particolare attenzione è stata dedicata al tema ambientale-energetico: sono stati selezionati materiali naturali a basso impatto ambientale e impianti alimentati da fonti rinnovabili. Il progetto tiene in considerazione gli esisti delle analisi fluidodinamiche sullo stato attuale per fornire una corretta risposta progettuale in termini di comfort outdoor.Il sistema costruttivo scelto è l’XLAM, sia per le sue proprietà statiche e di resistenza al fuoco sia per la capacità di risponde alle nuove necessità ambientali.