Monitorização para suporte de auto-gestão em aplicações de micro-serviços

• Autor(a) principal: Correia, Pedro
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/98252
• topic: Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática

Com a computação cloud, os recursos computacionais tornaram-se facilmente acessíveis, facultando assim o rápido deploy de aplicações/serviços que beneficiam principalmente da escalabilidade oferecida pelos fornecedores de serviço. Devido ao aumento do volume de dados recebidos pelos sistemas cloud, observa-se um aumento da latência percebida pelas aplicações clientes, resultando na degradação da qualidade de serviço (QoS), incompatível com determinado tipo de aplicações (e.g. de tempo real/quase real). Como solução a este problema, surgiram os sistemas híbridos que combinam os recursos da cloud com os recursos de variados dispositivos entre a cloud e a edge – computação fog/edge. Estes recursos compreendem dispositivos muito heterogéneos, de diferentes capacidades, e que se encontram geograficamente distribuídos, próximos dos clientes de aplicações ou fontes de dados. Os paradigmas das arquiteturas de software também evoluíram como efeito da necessidade de simplificar o desenvolvimento das aplicações e aumentar a sua escalabilidade. Com isto, adotou-se a arquitetura de micro-serviços, em que as aplicações monolíticas são divididas em serviços responsáveis por funcionalidades independentes. Dada a pequena dimensão e desacoplamento dos micro-serviços e avanços nas tecnologias de virtualização de recursos, é possível fazer deploy de containers que executam micro-serviços nos dispositivos no continuum cloud/edge. Este deploy deve considerar a variabilidade da carga dos nós computacionais, bem como o volume de dados gerados e/ou volume de acessos a partir de pontos particulares na periferia da rede, como forma de garantir uma boa gestão de recursos e a QoS necessária. O resultado é, no entanto, um sistema computacional heterogéneo, altamente dinâmico, apresentando uma gestão complexa e que requer um sistema de monitorização capaz de responder à variabilidade nas suas diferentes dimensões. Esta dissertação apresenta um protótipo aplicacional de monitorização adaptativo, capaz de recolher e disponibilizar métricas com frequências variáveis e a diferentes níveis de um sistema distribuído composto por aplicações dinâmicas de micro-serviços executando sobre plataformas de nós heterogéneos no continuum cloud/edge. O sistema a monitorizar assume-se de larga escala, quer em número de componentes e sua dispersão geográfica, quer na variabilidade apresentada em termos da infraestrutura e aplicações. O sistema de monitorização apresenta diferentes mecanismos de adaptação a esse dinamismo, com flexibilidade na seleção e frequência de métricas e na definição de mecanismos de alerta. Tal permite uma monitorização continuada, adequada aos requisitos, sem incorrer em sobrecarga adicional dos nós e da rede. As características dos seus componentes definem uma arquitetura de monitorização hierárquica, flexível e com propriedades de escalabilidade, adequada à complexidade do sistema alvo. A avaliação realizada permitiu verificar o funcionamento e adaptabilidade do sistema de monitorização no contexto cloud/edge e de um número variável de micro-serviços. Foram também avaliadas diferentes dimensões de performance (desempenho), incluindo latências, uso de memória e CPU e tráfego na rede.