Resource-aware container orchestration on Fog Computing environments

Abstract

Τη σημερινή εποχή, τα “containers” είναι πολύ διαδεδομένα κυρίως λόγω της ευελιξίας που τα χαρακτηρίζει. Επιπλέον, υπάρχει ένας συνεχώς αυξανόμενος αριθμός ισχυρών φορτίων και δεδομένων που ωθούνται στο νέφος. Παράλληλα με αυτόν τον αριθμό, αυξάνονται και οι συσκευές του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT), καθιστώντας τις κλασσικές υπηρεσίες νέφους μη βιώσιμες. Έτσι, γεννιέται μια καινούργια αρχιτεκτονική ονόματι “Fog Computing”, αξιοποιώντας την υπολογιστική δύναμη των συσκευών στην άκρη του δικτύου, βοηθώντας και επεκτείνοντας το νέφος. Για να δουλέψει αποδοτικά αυτό το μοντέλο, πρέπει να κληρονομηθούν τεχνικές διαχείρισης από το νέφος. Τα “containers”, όντας πιο αποδοτικά και ελαφριά, χρησιμοποιούνται για να φέρουν την λογική των “microservices” σε αυτή την αρχιτεκτονική. Όμως, παρά το γεγονός ότι η επεξεργαστική δύναμη και οι πόροι των συσκευών στην άκρη του δικτυού αυξάνονται, δεν μπορεί ακόμα να συγκριθεί με αυτή των συσκευών του νέφους. Συνεπώς, μια προσέγγιση που εστιάζει περισσότερο στην σωστή διαχείριση τον πόρων πρέπει να χρησιμοποιηθεί, ώστε το “Fog Computing” να γίνει πιο αποδοτικό. Σε αυτή την διπλωματική εργασία, παρουσιάζουμε έναν ενορχηστρωτή πακέτων, ειδικά σχεδιασμένο για συσκευές στην άκρη του δικτύου. Ενσωματώνουμε τη λύση μας με τους Κυβερνήτες, που είναι η κατά κόρον χρησιμοποιούμενη εφαρμογή ενορχήστρωσης σε περιβάλλοντα νέφους. Επίσης, μια υπερσύγχρονη πλατφόρμα ονόματι “KubeEdge”, ειδικά σχεδιασμένη για συσκευές στην άκρη του δικτύου, χρησιμοποιείται. Τέλος, δείχνουμε ότι μπορούμε να πετύχουμε υψηλότερη ταχύτητα εξυπηρέτησης των εφαρμογών από τις συσκευές, χρησιμοποιώντας λιγότερους πόρους και κατά συνέπεια λιγότερη ενέργεια για μια πληθώρα εφαρμογών Νευρωνικών Δικτύων.