Arquitetura de microsserviços para aplicações escaláveis e resilientes em internet das coisas

• Autor(a) principal: Fernandes, Neuman Fabrício de Oliveira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57057
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::ARQUITETURA DE SISTEMAS DE COMPUTACAO; Internet das Coisas; Microsserviços; Escalabilidade

A Internet das Coisas (IoT) tem emergido como um paradigma transformador, conectando dispositivos inteligentes e coletando dados em uma escala sem precedentes. Sua ampla adoção impulsionou a busca por arquiteturas que não apenas sejam eficientes, mas também escaláveis, para enfrentar os desafios inerentes a esse cenário dinâmico. Apesar de middlewares monolíticos atuais demonstrarem competência em lidar com volumes consideráveis de dados, a crescente aplicação da IoT em ambientes críticos, como na saúde, demanda um nível superior de resiliência e escalabilidade. A natureza complexa desses ambientes requer sistemas capazes de lidar com uma variedade de dados em tempo real, ao mesmo tempo em que oferecem confiabilidade e adaptabilidade a mudanças repentinas, garantindo operacionalidade contínua mesmo em circunstâncias adversas. Nesse contexto, surge a necessidade de arquiteturas mais flexíveis e modulares que possam distribuir o processamento de dados de forma otimizada, aumentando não apenas a eficiência de modo geral, mas também a capacidade de resposta a eventos críticos. Neste trabalho, projetamos e analisamos a utilização de uma arquitetura de microsserviços como solução para esses requisitos. Nela, o processamento dos dados é dividido entre múltiplas instâncias de serviços implantados em contêineres virtuais e coordenados através de mensageria. Para comprovar sua eficiência, foi implementado um protótipo utilizando todas as tecnologias propostas em seu planejamento. Os testes foram conduzidos em ambas as frentes: requisições HTTP e requisições MQTT. No primeiro caso, a análise de escalabilidade mostrou que o sistema escala de forma eficaz, ao aumentar o número de instâncias conforme sua carga de entrada também aumenta. No segundo, os testes variando taxas de envio de mensagens revelaram que o sistema é capaz de satisfazer os requisitos de latência máxima em ambientes críticos mesmo para taxas de envio bastante elevadas.