Επεκτάσεις για χρονοδρομολόγηση και αυτόματη κλιμάκωση σε Συστοιχίες kubernetes με τοπική αποθήκευση δεδομένων

Γρηγόριος, Θανάσουλας; Grigorios, Thanasoulas

dc.contributor.author	Γρηγόριος, Θανάσουλας	el
dc.contributor.author	Grigorios, Thanasoulas	en
dc.date.accessioned	2022-10-13T07:51:10Z
dc.date.available	2022-10-13T07:51:10Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55903
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23601
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Τοπική Αποθήκευση	el
dc.subject	Χρονοδρομολόγηση	el
dc.subject	Αυτόματη Κλιμάκωση	el
dc.subject	Συστοιχίες Υπολογιστών	el
dc.subject	Κυβερνήτης	el
dc.subject	Kubernetes	en
dc.subject	Cluster Autoscaler	en
dc.subject	Scheduler	en
dc.subject	Local Storage	en
dc.subject	Clusters	en
dc.title	Επεκτάσεις για χρονοδρομολόγηση και αυτόματη κλιμάκωση σε Συστοιχίες kubernetes με τοπική αποθήκευση δεδομένων	el
dc.title	Extensions for Scheduling and Autoscaling on Kubernetes Clusters with Local Storage Considerations	en
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Υπολογιστικά Συστήματα	el
heal.language	el	el
heal.language	en	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-14
heal.abstract	Kubernetes is the de facto container orchestrator choice for every company going cloud-native. It can efficiently orchestrate a large number of containers via a powerful declarative management interface, reducing operational burdens for the cluster admins. The Kubernetes storage interface allows the integration of different storage systems, which can get used as persistent volumes by the workload. The use of local persistent volumes over remote persistent storage offers the benefit of performance: local disks offer higher IOPS and throughput and lower latency compared to remote storage systems. Currently, the Cluster Autoscaler does not support autoscaling with local storage. Moreover, the Scheduler does not consider the available capacity of local storage when scheduling Pods. Enabling the seamless operation of the Cluster Autoscaler and Scheduler on Kubernetes clusters that use local storage systems is crucial for enterprises to reduce costs. The local storage will enable their disk-intensive workload to complete faster, and the Scheduler will ensure that the workload units run on nodes that have the requested storage capacity. At the same time, the Cluster Autoscaler will scale the cluster at an appropriate size for the workload to run without any excess resource waste. In this diploma thesis, we propose and implement extensions for the Cluster Autoscaler and the Scheduler to seamlessly operate with local storage. During this thesis, we deployed the proposed extended Cluster Autoscaler and Scheduler to enterprises, and they used it successfully at large production clusters. Moreover, we started contributing parts of the proposed design upstream.	en
heal.abstract	Ο Kubernetes είναι η de facto επιλογή ενορχηστρωτή containers για κάθε εταιρεία που χρησιμοποιεί cloud native εφαρμογές, καθώς δύναται να ενορχηστρώνει αποδοτικά ένα μεγάλο αριθμό containers μέσω μιας ισχυρής δηλωτικής διεπαφής διαχείρισης, μειώνοντας έτσι τις λειτουργικές επιβαρύνσεις για τους διαχειριστές των συστοιχιών. Η διεπαφή αποθήκευσης του Kubernetes επιτρέπει την ενσωμάτωση διαφορετικών αποθηκευτικών συστημάτων, τα οποία εν συνεχεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως μόνιμοι τόμοι από το φορτίο εργασίας. Η χρήση τοπικών μόνιμων τόμων έναντι απομακρυσμένου μόνιμου αποθηκευτικού χώρου προσφέρει το πλεονέκτημα των υψηλών επιδόσεων: οι τοπικοί δίσκοι προσφέρουν υψηλότερο αριθμό IOPS, μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης και χαμηλότερη καθυστέρηση σε σύγκριση με τα απομακρυσμένα συστήματα αποθήκευσης. Επί του παρόντος, ο Cluster Autoscaler δεν υποστηρίζει την αυτόματη κλιμάκωση σε συστοιχίες με τοπικούς μόνιμους τόμους, ενώ ο Scheduler δεν λαμβάνει υπόψη του την ελεύθερη χωρητικότητα στους τοπικούς δίσκους των κόμβων κατά τη χρονοδρομολόγηση των Pods. Η απρόσκοπτη λειτουργία του Cluster Autoscaler και του Scheduler σε συστοιχίες Kubernetes με τοπική αποθήκευση είναι πολύ σημαντική για τις εταιρείες, καθώς τους επιτρέπει να έχουν συστοιχίες, που αξιοποιούν τα πλεονεκτήματα της τοπικής αποθήκευσης, ενώ προσαρμόζεται δυναμικά το μέγεθός τους και το φορτίο εκτελείται αδιάλειπτα. Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνουμε και υλοποιούμε επεκτάσεις για τον Cluster Autoscaler και τον Scheduler, προκειμένου να λειτουργούν απρόσκοπτα με τον τοπικό αποθηκευτικό χώρο. Κατά τη διάρκεια αυτής, λοιπόν, εγκαταστήσαμε με επιτυχία τις επεκτάσεις του Cluster Autoscaler και Scheduler στις συστοιχίες διαφόρων εταιρειών. Επιπλέον, ξεκινήσαμε να συνεισφέρουμε τμήματα του προτεινόμενου σχεδιασμού upstream.	el
heal.advisorName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Πνευματικάτος, Διονύσιος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.fullTextAvailability	false