Resource-aware container orchestration on Fog Computing environments

Μιχαλακόπουλος, Βασίλειος; Michalakopoulos, Vasileios

dc.contributor.author	Μιχαλακόπουλος, Βασίλειος	el
dc.contributor.author	Michalakopoulos, Vasileios	en
dc.date.accessioned	2021-09-02T09:29:25Z
dc.date.available	2021-09-02T09:29:25Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53779
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21477
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Κυβερνήτες	el
dc.subject	Διαδίκτυο των Πραγμάτων	el
dc.subject	Ενορχήστρωση πακέτων	el
dc.subject	Διαχείριση πόρων	el
dc.subject	Περιβάλλοντα Νέφους	el
dc.subject	KubeEdge	en
dc.subject	Multivariable Polynomial Regression	en
dc.subject	Fog Computing	en
dc.subject	resource management	en
dc.subject	Kubernetes	en
dc.subject	Aarch64	en
dc.title	Resource-aware container orchestration on Fog Computing environments	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανική Υπολογιστών	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-05-25
heal.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.	el
heal.abstract	These days, containers are extremely popular, mostly due to their isolated, scalable and versatility nature. Furthermore, there is an ever-increasing number of Machine Learning (ML) and Artificial Intelligence (AI) workloads driven to the cloud, in the form of microservices/containers. This number has augmented critically, in parallel with the number of Internet of Things (IOT) devices/sensors, slowly making Cloud services untenable. Thus, emerges a new computing paradigm named “Fog Computing”, which leverages computing at the Edge, assisting and extending the Cloud. In order for this model to work, techniques and experience must be inherited from the Cloud. Containers, being the most efficient and light form of virtualization, bring microservices logic to the Edge. Although, despite the fact that Edge devices are getting more powerful by the day, their computing power and resources cannot compare to the ones at the Cloud. Thus, a more resource-aware approach must come and alter the existing techniques, for Fog Computing to be optimized. In this Thesis, we present a resource aware container orchestrator, specifically designed for Aarch64 devices located at the Edge. We integrate our solution with Kubernetes, one of the most widely used cloud orchestration frameworks nowadays. Also, a state-of-the-art Edge framework which is directly connected to the Kubernetes is used, named KubeEdge. We show that our custom scheduler can achieve better Quality of Service (QoS) whilst using fewer resources and thus less power, for a variety of ML workloads.	en
heal.advisorName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Σούντρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Πνευματικάτος, Διονύσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Μικροϋπολογιστών και Ψηφιακών Συστημάτων VLSI	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	72 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false