Containerization in Cloud Computing: performance analysis of virtualization architectures

La crescente adozione del cloud è fortemente influenzata dall’emergere di tecnologie che mirano a migliorare i processi di sviluppo e deployment di applicazioni di livello enterprise. L’obiettivo di questa tesi è analizzare una di queste soluzioni, chiamata “containerization” e di valutare nel dettaglio come questa tecnologia possa essere adottata in infrastrutture cloud in alternativa a soluzioni complementari come le macchine virtuali. Fino ad oggi, il modello tradizionale “virtual machine” è stata la soluzione predominante nel mercato. L’importante differenza architetturale che i container offrono ha portato questa tecnologia ad una rapida adozione poichè migliora di molto la gestione delle risorse, la loro condivisione e garantisce significativi miglioramenti in termini di provisioning delle singole istanze. Nella tesi, verrà esaminata la “containerization” sia dal punto di vista infrastrutturale che applicativo. Per quanto riguarda il primo aspetto, verranno analizzate le performances confrontando LXD, Docker e KVM, come hypervisor dell’infrastruttura cloud OpenStack, mentre il secondo punto concerne lo sviluppo di applicazioni di livello enterprise che devono essere installate su un insieme di server distribuiti. In tal caso, abbiamo bisogno di servizi di alto livello, come l’orchestrazione. Pertanto, verranno confrontate le performances delle seguenti soluzioni: Kubernetes, Docker Swarm, Apache Mesos e Cattle

A microservice architecture for predictive analytics in manufacturing

Abstract This paper discusses on the design, development and deployment of a flexible and modular platform supporting smart predictive maintenance operations, enabled by microservices architecture and virtualization technologies. Virtualization allows the platform to be deployed in a multi-tenant environment, while facilitating resource isolation and independency from specific technologies or services. Moreover, the proposed platform supports scalable data storage supporting an effective and efficient management of large volume of Industry 4.0 data. Methodologies of data-driven predictive maintenance are provided to the user as-a-service, facilitating offline training and online execution of pre-trained analytics models, while the connection of the raw data to contextual information support their understanding and interpretation, while guaranteeing interoperability across heterogeneous systems. A use case related to the predictive maintenance operations of a robotic manipulator is examined to demonstrate the effectiveness and the efficiency of the proposed platform

Edge Computing for Extreme Reliability and Scalability

The massive number of Internet of Things (IoT) devices and their continuous data collection will lead to a rapid increase in the scale of collected data. Processing all these collected data at the central cloud server is inefficient, and even is unfeasible or unnecessary. Hence, the task of processing the data is pushed to the network edges introducing the concept of Edge Computing. Processing the information closer to the source of data (e.g., on gateways and on edge micro-servers) not only reduces the huge workload of central cloud, also decreases the latency for real-time applications by avoiding the unreliable and unpredictable network latency to communicate with the central cloud