Gestão Dinâmica de Micro-serviços na Cloud/Edge

• Autor(a) principal: Pimenta, Daniel Filipe Santos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/127081
• topic: Cloud; Edge; Micro-serviço; Gestão de recursos; Virtualização; Sistema distribuído; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

Observa-se, hoje em dia, um crescimento muito elevado da utilização de dispositivos no domínio da Internet of Things (IoT) e de dispositivos móveis, bem como do número de aplicações com consumo elevado de largura de banda (ex.: visualização de vídeos, a pedido). Tal implica que, num futuro próximo, não será viável suportar a quantidade de dados transferidos entre os dispositivos clientes ("end devices") e os centros de dados cloud, onde tipicamente são alojadas aplicações de acesso ubíquo. O problema do consequente aumento da latência percebido nas aplicações clientes, é ainda agravado no caso de aplicações "sensíveis à latência" (latency sensitive), como sejam aplicações bastante interativas ou de tempo real/quase-real (ex.: carros autonómicos, jogos online, etc.). A localização deste tipo de aplicações na cloud, onde é grande a distância entre os clientes e a localização dos centros de dados, resulta em níveis inaceitáveis de Quality of Service (QoS) percebida pelos clientes, ou mesmo a impossibilidade de cumprir os requisitos funcionais das aplicações. A computação na edge (Edge computing) surge como resposta aos problemas de latência referidos, ao usar recursos computacionais dos dispositivos na periferia da rede, que se situam mais próximo das aplicações cliente. É ainda possível realizar computações que filtrem os dados gerados na periferia, contribuindo para diminuir o volume de dados em trânsito, e que teriam de ser processados na cloud. Comparativamente com os recursos presentes nos centros de dados cloud, os recursos dos nós na edge são, no entanto, de capacidade computacional bastante limitada. Isto implica que utilizar aplicações monolíticas (tipicamente de grandes dimensões) não é uma opção eficaz na computação na edge, quer pelo custo da sua migração/replicação, quer pela impossibilidade de alojar as aplicações nesses nós. O uso da arquitetura de micro-serviços permite contribuir para a resolução deste problema. As aplicações são compostas por múltiplos micro-serviços, cada um com pequena dimensão, oferecendo uma funcionalidade única, com interfaces bem definidas e que comunicam entre si através de mensagens, tornando-os independentes entre si. Desta forma, é possível realizar uma gestão mais eficaz dos recursos disponíveis nos nós periféricos. O trabalho que se procura resolver relaciona-se com os problemas inerentes a um gestor centralizado quando temos um domínio muito dinâmico, o que inclui quer a infraestrutura, quer as aplicações variadas que são lançadas nesses nós, quer a grande volatilidade e diversidade nos acessos por parte dos clientes. Foi desenvolvida uma solução de um gestor distribuído, com arquitetura hierárquica, de um conjunto de nós e serviços no ambiente cloud/edge, incluindo a necessidade de efetuar melhoramentos adicionais à solução existente. A hierarquia de gestores distribuídos permitiu distribuir a responsabilidade e trabalho, ao reduzir a região geográfica abrangida por cada gestor, reduzindo assim a distância de comunicação entre os nós que cada um controla.