Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Δυναμική τοποθέτηση μικρο-υπηρεσιών σε υβριδικό περιβάλλον υπολογιστικού νέφους και ομίχλης

Prountzos Athanasios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Αυτή η διπλωματική εργασία εμβαθύνει στο πρόβλημα της τοποθέτησης μικροϋπηρεσιών και της εξισορρόπησης φορτίου σε κατανεμημένα συστήματα ομίχλης-νεφους πολλαπλών cluster. Η ελαχιστοποίηση και των δύο, των χρόνων απόκρισης εφαρμογής και της χρήσης των πόρων είναι ο πρωταρχικός στόχος της προτεινόμενης μεθόδου. Σε αυτή τη μελέτη, τα υπό διερεύνηση συστήματα διατυπώνονται ως ένα ιεραρχικό μοντέλο τριών επιπέδων. Το ανώτερο επίπεδο αντιπροσωπεύει το Cloud, το οποίο περιλαμβάνει την κεντρική υπολογιστική υποδομή και πόρους. Το μεσαίο στρώμα αντιπροσωπεύει το Fog, το οποίο αποτελείται από ενδιάμεσους υπολογιστικούς κόμβους που βρίσκονται πιο κοντά στις συσκευές του Edge και τις πηγές δεδομένων. Τέλος, το κάτω στρώμα αντιπροσωπεύει το Edge, το οποίο περιλαμβάνει τις Edge συσκευές και αισθητήρες που δημιουργούν και καταναλώνουν δεδομένα, ενώ παρέχουν επίσης μια μικρή υπολογιστική ικανότητα. Οι χρήστες εφαρμογών συνδέονται στο Edge. Οι εφαρμογές μοντελοποιούνται ως Service Oriented Architectures που περιλαμβάνουν πολλαπλές (μικρο)υπηρεσίες. Η τοποθέτηση μικροϋπηρεσιών πιο κοντά στο Edge θεωρείται ότι μειώνει τον χρόνο απόκρισης μιας εφαρμογής, σε αντίθεση με τις υπηρεσίες που τοποθετούνται στα ανώτερα επίπεδα. Καθώς πολλές εφαρμογές μπορούν να εκτελούνται στην ίδια υποδομή και καθώς οι πόροι του Edge και του Fog είναι περιορισμένοι, η επιλογή υπηρεσιών για εκτέλεση στο Edge ή το Fog είναι το πρόβλημα που αντιμετωπίζει αυτή η εργασία. Το ανώτερο στρώμα (το Cloud) εμφανίζει ουσιαστικά απεριόριστους πόρους, αλλά η εκτέλεση της εφαρμογής στο cloud μπορεί να μην είναι η βέλτιστη από την άποψη του χρόνου απόκρισης. Κάθε επίπεδο αποτελείται από πολλαπλά clusters μηχανών, με τους περιορισμούς πόρων να αυξάνονται καθώς προχωράμε προς τα χαμηλότερα επίπεδα, κυρίως όσον αφορά τους πόρους CPU και RAM. Το προτεινόμενο σύστημα, το DeFog, εστιάζει στην αποκεντρωμένη τοποθέτηση υπηρεσιών σε κάθε cluster, εξαλείφοντας την ανάγκη για συντονισμό μεταξύ των cluster. Για τη συλλογή βασικών δεδομένων και την παρακολούθηση εφαρμογών, χρησιμοποιούνται τεχνολογίες Service Mesh, όπως το Linkerd. Το DeFog χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα για να εφαρμόσει τις προτεινόμενες στρατηγικές και να επιτύχει αποτελεσματική εξισορρόπηση φορτίου εντός του συστήματος. Για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των στρατηγικών, δύο ρεαλιστικές εφαρμογές που βασίζονται σε μικροϋπηρεσίες, η Online Boutique της Google και το iXen για την επεξεργασία πληροφοριών IoT, αναπτύσσονται σε ένα ετερογενές περιβάλλον πολλαπλών clusters στην πλατφόρμα Google Cloud. Μέσω εκτεταμένων πειραματισμών και αξιολογήσεων απόδοσης, οι καθυστερήσεις κάθε στρατηγικής μετρώνται και συγκρίνονται κάτω από διάφορα φορτία και για τις διάφορες πολιτικές τοποθετήσεων. Τα πειραματικά αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι οι προτεινόμενες στρατηγικές μειώνουν επιτυχώς τις καθυστερήσεις απόκρισης και επιτυγχάνουν εξισορρόπηση φορτίου, αποτρέποντας την καταπόνηση οποιασδήποτε υπηρεσίας και διασφαλίζοντας μια ομαλή εμπειρία χρήστη. Η χρήση ρεαλιστικών εφαρμογών σε ένα ετερογενές περιβάλλον πολλαπλών clusters προσθέτει πρακτικότητα και συνάφεια στην αξιολόγηση, επικυρώνοντας την αποτελεσματικότητα των προτεινόμενων στρατηγικών σε σενάρια πραγματικού κόσμου.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες