Design and implementation of a next-generation task orchestration platform for edge computing with Rust language
Mohsseni, Vahid (2023-06-30)
Avaa tiedosto
Lataukset:
Mohsseni, Vahid
V. Mohsseni
30.06.2023
© 2023 Vahid Mohsseni. Tämä Kohde on tekijänoikeuden ja/tai lähioikeuksien suojaama. Voit käyttää Kohdetta käyttöösi sovellettavan tekijänoikeutta ja lähioikeuksia koskevan lainsäädännön sallimilla tavoilla. Muunlaista käyttöä varten tarvitset oikeudenhaltijoiden luvan.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202306302807
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202306302807
Tiivistelmä
Edge computing has evolved a favorable paradigm for processing data nearer to the point of its origin, enabling low-latency and real-time applications in various domains. However, existing orchestration platforms, such as Kubernetes, face limitations when applied to edge computing scenarios due to the unique challenges posed by resource-constrained and dynamic edge environments. This thesis focuses on addressing these limitations and developing an alternative solution, a specialized orchestration platform for edge computing, named the Resilient On-demand Distributed Systems (RODS). Key research questions that drive this study contain exploring the boundaries of state-of-the-art orchestration systems and alternatives, designing and implementing RODS, and addressing its challenges. Through an extensive review of related work and the utilization of the Rust language, the methodology chapter presents the design and architecture view, implementation details, fault tolerance mechanisms, and potential future enhancements of RODS. The findings highlight the effectiveness of RODS in addressing the limitations of existing orchestration platforms, providing enhanced resource allocation, fault tolerance, and scalability in edge environments. Additionally, the study explores the generalizability of RODS in cloud environments by proposing adapting container-based technologies for isolation. The thesis concludes with a discussion of the overall impact and contribution of the study, emphasizing how RODS fills the gaps in knowledge, advances edge computing research and practice, and offers practical implications for future development and deployment. Reunalaskennassa tietojen käsittely suoritetaan lähellä tiedon tuottajaa mahdollistaen viiveettömät ja reaaliaikaiset sovellukset eri aloilla. Olemassaolevat resurssien orkestrointiin suunnitellut alustat, kuten Kubernetes, eivät toimi optimaalisesti dynaamisissa reunaympäristöissä. Tämä opinnäytetyö keskittyy analysoimaan reunalaskennan aiheuttamia haasteita orkestroinnille ajantasaisilla työkaluilla. Analyysin perusteella työssä ehdotetaan vaihtoehtoista, reunalaskentaan erikoistunutta orkestrointiratkaisua, Resilient On-demand Distributed Systems (RODS). Työn metodologiaosuudessa esitetään uuden ratkaisun suunnittelun lähtökohdat sekä kehitetty arkkitehtuuri. Lisäksi analysoidaan toteutuksen ratkaisut sekä vikasietomekanismit. Työssä analysoidaan myös toteutetun ratkaisun skaalautuvuutta. Ratkaisu toteutettiin Rust-kielellä. Työn validointiosuudessa osoitetaan RODSin tehokkuus vasten olemassaolevia orkestrointiratkaisuja resurssien allokoinnin, vikasietoisuuden ja skaalautuvuuden suhteen. Tutkimuksessa selvitetään RODS:in yleistettävyysominaisuuksia sekä eristettävyyttä konttipohjaisilla teknologioilla pilviympäristöissä. Lopuksi työssä analysoidaan tutkimuksen vaikuttavuutta sekä kontribuutioita tieteen ja tekniikan tilaan, Työn kirjallinen osuus tuo tuoretta tietoa reunalaskennan järjestelmien analysointiin. Työssä on suunniteltu ja toteutettu uusi ratkaisu reunan resurssien optimointiin, mahdollistaen selkeitä parannuksia reunalaskennan dynaamisten arkkitehtuurien suunnitteluun ja toteutukseen.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [32677]