Uma arquitetura de orquestração multicamadas utilizando Service Mesh para contextos de IoT

Abstract

O modelo de computação em Cloud não é o mais adequado para tratar todo o tráfego gerado por estes equipamentos. Distribuir os recursos computacionais ao longo da rede pode trazer redução de latência entre o serviço e o usuário final. Este estudo propôs uma arquitetura para orquestrar aplicações automaticamente entre nós da Edge, Fog e Cloud Computing com o auxílio de Service Mesh objetivando atender aos requisitos das aplicações. Na etapa de levantamento bibliográfico pode-se identificar as ferramentas para atender a proposta. Através de testes com diferentes cenários foi possível testar os orquestradores e as ferramentas de service mesh e assim compará-los. Neste trabalho é apresentado uma arquitetura para orquestrar contêineres entre as camadas Edge, Fog e Cloud. Ainda é possível utilizar Service Mesh para conectar os serviços e utilizar outros recursos disponíveis. Além disso, também é apresentada uma comparação entre os orquestradores e Service Meshes de código aberto. Com base no levantamento bibliográfico, definiu-se Nomad e Consul como ferramenta de orquestração e service mesh para criar a arquitetura. Nos testes da arquitetura foi possível orquestrar contêineres entre três redes diferentes e os serviços se comunicaram em service mesh. Nos testes de desempenho da arquitetura obtive-se menor latência geral quando os serviços foram distribuídos mais próximos da ferramenta de teste. Nos testes comparando os orquestradores em um cenário específico, Nomad teve o melhor desempenho. Já nos testes comparando service meshes, Linkerd + K3s tiveram o melhor desempenho.

Abstract: The cloud computing model is not the most adequate to handle all the traffic generated by these devices. Distributing computing resources over the network can reduce latency between the service and the end user. This study proposed an architecture to orchestrate applications automatically among Edge, Fog and, Cloud Computing nodes, with the help of Service Mesh in order to meet application requirements. In the bibliographic survey stage, the tools to were identified. Through tests with different scenarios, it was possible to test the orchestrators and the service mesh tools and thus compare them. This work presents an architecture to orchestrate containers between the Edge, Fog and, Cloud layers. It is still possible to use Service Mesh to connect services and use other available resources. In addition, a comparison between orchestrators and open source Service Meshes is also presented. Based on the bibliographic survey, Nomad and Consul were defined as an orchestration tool and service mesh to create the architecture. In the architecture tests, it was possible to orchestrate containers between three different networks and the services communicated in service mesh. In the architecture performance tests, lower overall latency was obtained when the services were distributed closer to the test tool. In tests comparing Orchestrators in a specific scenario, Nomad performed the best. In tests comparing service meshes, Linkerd + K3s had the best performance.