Tilallisten sovellusten skaalaaminen Kubernetes-federaatioissa

Tämän tutkielman tarkoitus on selvittää, kuinka tilallisten sovellusten skaalaaminen toteutetaan Kuberneteksen ja KubeFed-ohjelmiston avulla toteutetussa klusteriympäristössä. Ohjelmistokehityksessä suositaan nykyään entistä enemmän mikropalveluita, jotka toteutetaan konttiteknologian avulla. Mikropalveluiden tehokas ja automatisoitu hallinta on palvelun laadun ja tehokkuuden ylläpitämisen kannalta tärkeää. Automatisoitua hallintaa varten on luotu useita ohjelmistoja, joista eräs on Kubernetes. Kuberneteksen avulla yhden tai useamman mikropalvelun voi pakata yhdeksi hallittavaksi yksiköksi, kapseliksi, joka edustaa joko kokonaista palvelua tai jotakin sen osaa. Kuberneteksen ja sitä tukevan KubeFed-ohjelmiston avulla kapseleiksi pakattuja palveluita voidaan jakaa suoritettavaksi useille eri Kubernetes-klustereille yhdeltä pääklusterilta. Tutkielmassa havaittiin, että KubeFed-ohjelmiston avulla voidaan toteuttaa hajautettu federoitu klusteri, jossa tilallisten sovellusten skaalaaminen onnistuu pääosin samalla tavalla kuin yhden klusterin järjestelmissä. Federoidussa klusterissa pääklusteri vastaa kaikkien osaklustereiden konfiguraatioista. KubeFed-ohjelmiston avulla federoidulle klusterille voidaan määrittää federoituja versioita olemassa olevista Kuberneteksen rajapintatoiminnoista. Federoituja rajapintatoimintoja käyttämällä pääklusteri voi luoda ja hallita kapseleita kaikilla osaklustereilla. Rajapintatoimintojen avulla voidaan myös määrittää pääklusteri hallitsemaan sovellusten skaalaamista tai vaihtoehtoisesti määrittää tietty osaklusteri skaalaamaan niitä itsenäisesti

Improving reliability of service oriented systems with consideration of cost and time constraints in clouds

Web service technology is more and more popular for the implementation of service oriented systems. Additionally, cloud computing platforms, as an efficient and available environment, can provide the computing, networking and storage resources in order to decrease the budget of companies to deploy and manage their systems. Therefore, more service oriented systems are migrated and deployed in clouds. However, these applications need to be improved in terms of reliability, for certain components have low reliability. Fault tolerance approaches can improve software reliability. However, more redundant units are required, which increases the cost and the execution time of the entire system. Therefore, a migration and deployment framework with fault tolerance approaches with the consideration of global constraints in terms of cost and execution time may be needed. This work proposes a migration and deployment framework to guide the designers of service oriented systems in order to improve the reliability under global constraints in clouds. A multilevel redundancy allocation model is adopted for the framework to assign redundant units to the structure of systems with fault tolerance approaches. An improved genetic algorithm is utilised for the generation of the migration plan that takes the execution time of systems and the cost constraints into consideration. Fault tolerant approaches (such as NVP, RB and Parallel) can be integrated into the framework so as to improve the reliability of the components at the bottom level. Additionally, a new encoding mechanism based on linked lists is proposed to improve the performance of the genetic algorithm in order to reduce the movement of redundant units in the model. The experiments compare the performance of encoding mechanisms and the model integrated with different fault tolerance approaches. The empirical studies show that the proposed framework, with a multilevel redundancy allocation model integrated with the fault tolerance approaches, can generate migration plans for service oriented systems in clouds with the consideration of cost and execution time