| Popis: |
Current Internet of Things applications rely on centralized cloud computing when processing data. Future applications, such as smart cities, homes, and vehicles, however, generate so much data that cloud computing is unable to provide the required Quality of Service. Thus, edge computing, which pulls data and related computation from distant data centers to the network edge, is seen as the way forward in the evolution of the Internet of Things. The traditional cloud applications, implemented as centralized server-side monoliths, may prove unfavorable for edge systems, due to the distributed nature of the network edge. On the other hand, the recent development practices of containerization and microservices seem like an attractive choice for edge application development. Containerization enables edge computing to use lightweight virtualized resources. Microservices modularize application on the functional level into small, independent packages. This thesis studies the impact of containers and distributed microservices on edge computing, based on service execution latency and energy consumption. Evaluation is done by developing a monolithic and a distributed microservice version of a user mobility analysis service. Both services are containerized with Docker and deployed on resource-constrained edge devices to conduct measurements in real-world settings. Collected results show that centralized monoliths provide lower latencies for small amounts of data, while distributed microservices are faster for large amounts of data. Partitioning services onto multiple edge devices is shown to increases energy consumption significantly.Hajautettujen mikropalveluiden arviointi reunalaskennassa. Tiivistelmä. Nykyiset Esineiden Internet -järjestelmät hyödyntävät keskitettyä pilvilaskentaa datan prosessointiin. Tulevaisuuden sovellusalueet, kuten älykkäät kaupungit, kodit ja ajoneuvot tuottavat kuitenkin niin paljon dataa, ettei pilvilaskenta pysty täyttämään tarvittavia sovelluspalveluiden laatukriteerejä. Pilvipohjainen sovellusten toteutus on osoittautunut sopimattomaksi hajautetuissa tietoliikenneverkoissa tiedonsiirron viiveiden takia. Täten laskennan ja datan siirtämistä tietoliikenneverkkojen päätepisteisiin reunalaskentaa varten pidetään tärkeänä osana Esineiden Internetin kehitystä. Pilvisovellusten perinteinen keskitetty monoliittinen toteutus saattaa osoittautua sopimattomiksi reunajärjestelmille tietoliikenneverkkojen hajautetun infrastruktuurin takia. Kontit ja mikropalvelut vaikuttavat houkuttelevilta vaihtoehdoilta reunasovellusten suunnitteluun ja toteutukseen. Kontit mahdollistavat reunalaskennalle kevyiden virtualisoitujen resurssien käytön ja mikropalvelut jakavat sovellukset toiminnallisella tasolla pienikokoisiin itsenäisiin osiin. Tässä työssä selvitetään konttien ja hajautettujen mikropalveluiden toteutustavan vaikutusta viiveeseen ja energiankulutukseen reunalaskennassa. Arviointi tehdään todellisessa ympäristössä toteuttamalla mobiilikäyttäjien liikkumista kaupunkialueella analysoiva keskitetty monoliittinen palvelu sekä vastaava hajautettu mikropalvelupohjainen toteutus. Molemmat versiot kontitetaan ja otetaan käyttöön verkon reunalaitteilla, joiden laskentateho on alhainen. Tuloksista nähdään, että keskitettyjen monoliittien viive on alhaisempi pienille datamäärille, kun taas hajautetut mikropalvelut ovat nopeampia suurille määrille dataa. Sovelluksen jakaminen usealle reunalaitteelle kasvatti energiankulutusta huomattavasti. |
