Intelligent evaluation of quality of experience in interactive cloud services
Esta tesis doctoral se centra en las Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube (CIAs), también conocidas como Aplicaciones Interactivas Distribuidas Basadas en la Nube (CDIAs) o Aplicaciones Interactivas en Tiempo Real (RIAs). Las CIAs, que requieren respuestas en tiempo real a las interacciones...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad Pública de Navarra |
| Repositorio: | Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra |
| OAI Identifier: | oai:academica-e.unavarra.es:2454/52372 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2454/52372 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube Calidad de experiencia Tiempo de interactividad Round Trip Time Experiencia del usuario Escalabilidad Cloud Interactive Applications Quality of experience Interactivity time User experience Scalability |
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Intelligent evaluation of quality of experience in interactive cloud services Evaluación inteligente de la calidad de experiencia en servicios interactivos en la nube |
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Intelligent evaluation of quality of experience in interactive cloud services Arellano Usón, Jesús Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube Calidad de experiencia Tiempo de interactividad Round Trip Time Experiencia del usuario Escalabilidad Cloud Interactive Applications Quality of experience Interactivity time Round Trip Time User experience Scalability |
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Magaña Lizarrondo, Eduardo Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación Ingeniaritza Elektriko eta Elektronikoaren eta Komunikazio Ingeniaritzaren Universidad Pública de Navarra/Nafarroako Unibertsitate Publikoa |
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Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube Calidad de experiencia Tiempo de interactividad Round Trip Time Experiencia del usuario Escalabilidad Cloud Interactive Applications Quality of experience Interactivity time Round Trip Time User experience Scalability |
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Esta tesis doctoral se centra en las Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube (CIAs), también conocidas como Aplicaciones Interactivas Distribuidas Basadas en la Nube (CDIAs) o Aplicaciones Interactivas en Tiempo Real (RIAs). Las CIAs, que requieren respuestas en tiempo real a las interacciones de los usuarios, incluyen servicios de escritorio remoto, servicios de juegos en la nube y aplicaciones web interactivas. La calidad de experiencia (QoE), definida por la ITU-T como la aceptabilidad general de una aplicación o servicio percibida por el usuario, es crucial para las CIAs, donde el tiempo de interactividad —el periodo entre la interacción del usuario y la respuesta gráfica— es una métrica clave. La pandemia de COVID-19 aceleró la transición al trabajo remoto, aumentando la dependencia de las CIAs para tareas que van desde la ofimática hasta labores para las que se requieren escritorios remotos. Este cambio subraya la importancia de una monitorización precisa de la QoE para garantizar la productividad y la satisfacción del usuario. En la presente tesis evaluamos las propuestas actuales para la cuantificación de QoE en entornos CIAs, identificando etapas y métricas comunes. Presentamos la herramienta TeCLA, desarrollada para abordar las limitaciones de las metodologías previas de evaluación de QoE. Gracias al despliegue de TeCLA en escenarios reales, la tesis recopila datos para evaluar su efectividad en comparación con los métodos tradicionales, particularmente el uso del Round Trip Time como aproximación del tiempo de interactividad. Los hallazgos respaldan la idoneidad de la metodología propuesta para medir la QoE en entornos empresariales CIA. La tesis valida este enfoque mediante su implementación en un entorno corporativo, ofreciendo un sistema pionero para la detección de anomalías utilizando redes neuronales LSTM. Basándonos en el desarrollo previo de TeCLA, proponemos su evolución, TeCLAe, una herramienta mejorada que captura métricas tanto en el cliente ligero como en el servidor remoto gracias a una configuración de doble agente. TeCLAe proporciona información detallada sobre el comportamiento de la infraestructura y el rendimiento de las aplicaciones, esencial para diagnosticar posibles elementos problemáticos de la infraestructura en despliegues CIAs que pueden degradar la QoE de los usuarios. Gracias al trabajo realizado, se proporciona un marco integral para medir y mejorar la QoE en CIAs, crucial para la creciente adopción de soluciones de trabajo remoto. Las herramientas y metodologías propuestas permiten un monitoreo preciso de la QoE y la detección proactiva de problemas, mejorando la experiencia del usuario, la productividad y la escalabilidad de las aplicaciones interactivas basadas en la nube. |
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Intelligent evaluation of quality of experience in interactive cloud servicesEvaluación inteligente de la calidad de experiencia en servicios interactivos en la nubeArellano Usón, JesúsAplicaciones Interactivas Basadas en la NubeCalidad de experienciaTiempo de interactividadRound Trip TimeExperiencia del usuarioEscalabilidadCloud Interactive ApplicationsQuality of experienceInteractivity timeRound Trip TimeUser experienceScalabilityEsta tesis doctoral se centra en las Aplicaciones Interactivas Basadas en la Nube (CIAs), también conocidas como Aplicaciones Interactivas Distribuidas Basadas en la Nube (CDIAs) o Aplicaciones Interactivas en Tiempo Real (RIAs). Las CIAs, que requieren respuestas en tiempo real a las interacciones de los usuarios, incluyen servicios de escritorio remoto, servicios de juegos en la nube y aplicaciones web interactivas. La calidad de experiencia (QoE), definida por la ITU-T como la aceptabilidad general de una aplicación o servicio percibida por el usuario, es crucial para las CIAs, donde el tiempo de interactividad —el periodo entre la interacción del usuario y la respuesta gráfica— es una métrica clave. La pandemia de COVID-19 aceleró la transición al trabajo remoto, aumentando la dependencia de las CIAs para tareas que van desde la ofimática hasta labores para las que se requieren escritorios remotos. Este cambio subraya la importancia de una monitorización precisa de la QoE para garantizar la productividad y la satisfacción del usuario. En la presente tesis evaluamos las propuestas actuales para la cuantificación de QoE en entornos CIAs, identificando etapas y métricas comunes. Presentamos la herramienta TeCLA, desarrollada para abordar las limitaciones de las metodologías previas de evaluación de QoE. Gracias al despliegue de TeCLA en escenarios reales, la tesis recopila datos para evaluar su efectividad en comparación con los métodos tradicionales, particularmente el uso del Round Trip Time como aproximación del tiempo de interactividad. Los hallazgos respaldan la idoneidad de la metodología propuesta para medir la QoE en entornos empresariales CIA. La tesis valida este enfoque mediante su implementación en un entorno corporativo, ofreciendo un sistema pionero para la detección de anomalías utilizando redes neuronales LSTM. Basándonos en el desarrollo previo de TeCLA, proponemos su evolución, TeCLAe, una herramienta mejorada que captura métricas tanto en el cliente ligero como en el servidor remoto gracias a una configuración de doble agente. TeCLAe proporciona información detallada sobre el comportamiento de la infraestructura y el rendimiento de las aplicaciones, esencial para diagnosticar posibles elementos problemáticos de la infraestructura en despliegues CIAs que pueden degradar la QoE de los usuarios. Gracias al trabajo realizado, se proporciona un marco integral para medir y mejorar la QoE en CIAs, crucial para la creciente adopción de soluciones de trabajo remoto. Las herramientas y metodologías propuestas permiten un monitoreo preciso de la QoE y la detección proactiva de problemas, mejorando la experiencia del usuario, la productividad y la escalabilidad de las aplicaciones interactivas basadas en la nube.This doctoral thesis focuses on Cloud Interactive Applications (CIAs), also known as Cloud Distributed Interactive Applications (CDIAs) or Real-Time Interactive Applications (RIAs). CIAs, which require real-time responses to user interactions, include remote desktop services, cloud gaming services, and interactive web applications. Quality of Experience (QoE), defined by the ITU-T as the overall acceptability of an application or service as perceived by the user, is crucial for CIAs, where interactivity time — the period between user interaction and graphical response — is a key metric. The COVID-19 pandemic accelerated the shift to remote work, increasing reliance on CIAs for tasks ranging from office automation to remote desktop requirements. This shift underscores the importance of precise QoE monitoring to ensure productivity and user satisfaction. In this thesis, we evaluate the current proposals for quantifying QoE in CIA environments, identifying common stages and metrics. We introduce the TeCLA tool, developed to address the limitations of previous QoE assessment methodologies. By deploying TeCLA in real-world scenarios, the thesis gathers data to assess its effectiveness compared to traditional methods, particularly the use of Round Trip Time (RTT) as an approximation of interactivity time. The findings support the suitability of the proposed methodology for measuring QoE in corporate CIA environments. The thesis validates this approach through its implementation in a corporate setting, offering a pioneering system for anomaly detection using LSTM neural networks. Building on the previous development of TeCLA, we propose its evolution, TeCLAe, an enhanced tool that captures metrics on both the thin client and the remote server through a dual-agent configuration. TeCLAe provides detailed insights into the infrastructure’s behaviour and application performance, essential for diagnosing potential problematic elements in CIA deployments that may degrade user QoE. The work conducted provides a comprehensive framework for measuring and improving QoE in CIAs, crucial for the growing adoption of remote work solutions. The proposed tools and methodologies enable precise QoE monitoring and proactive problem detection, enhancing user experience, productivity, and the scalability of cloud-based interactive applications.This thesis has been supported by multiple sources of funding: “Contratos predoctorales SANTANDER UPNA 2021-22”, from the Spanish State Research Agency under the research and development project PID2019-104451RB-C22/AEI/10.13039/501100011033 with the title “Monitorización y Análisis de Redes con Información Parcial”, contracts managed by the Office for the Transfer of Research Results (OTRI) (Contract 2022901102: “Medida de calidad de experiencia en aplicaciones interactivas en la nube”, Contract 2023901119: “Clasificación de servicios en función del tráfico de red” y Contract 2023901243: “5ª renovación del contrato ’Diseño, prototipado y evaluación de sistemas automáticos de caracterización de tráfico en redes de alta velocidad’”).Programa de Doctorado en Tecnologías de las Comunicaciones, Bioingeniería y de las Energías Renovables (RD 99/2011)Bioingeniaritzako eta Komunikazioen eta Energia Berriztagarrien Teknologietako Doktoretza Programa Ofiziala (ED 99/2011)Magaña Lizarrondo, EduardoIngeniería Eléctrica, Electrónica y de ComunicaciónIngeniaritza Elektriko eta Elektronikoaren eta Komunikazio IngeniaritzarenUniversidad Pública de Navarra/Nafarroako Unibertsitate Publikoa2024info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2454/52372reponame:Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarrainstname:Universidad Pública de NavarraInglésinfo:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020/PID2019-104451RB-C22Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessoai:academica-e.unavarra.es:2454/523722026-06-17T12:41:47Z |
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