Titulo Estágio
2021_N4 Arquitetura microsserviços para sistemas 5G (PCF/CHF) de controlo de rede
Áreas de especialidade
Engenharia de Software
Local do Estágio
Aveiro
Enquadramento
IDI - Áreas Chave
5G & Future Networks
Nesta nova década, que se espera profundamente impactada pelo 5G, vários países em todo o mundo buscam ser pioneiros no desenvolvimento de soluções 5G. Na Europa espera-se alcançar 30% de penetração do 5G em 2025. A prioridade nacional em muitos países é garantir a implementação do 5G, pois a sua disseminação é essencial para um mundo conectado. Pela primeira vez na história, o 5G servirá como espinha dorsal para a quarta revolução industrial e como pioneiro global para a convergência de todas as tecnologias conectadas conduzindo à transformação tecnológica de forma económica e eficiente.
Ao mesmo tempo, a abordagem tradicional para o desenvolvimento de aplicações enfatiza as construções monolíticas. Nelas, todas as partes
implantáveis ficam contidas na própria aplicação. Esta abordagem tem algumas desvantagens: quanto maior for a aplicação, maior será a dificuldade para solucionar problemas e adicionar novas funcionalidades rapidamente. Adotar uma abordagem baseada em microsserviços para a criação de aplicações é a solução, além de incentivar o desenvolvimento e acelerar a responsividade fornecendo uma maior disponibilidade de serviço.
A Altice Labs tem no seu portfolio soluções on-premise de alguns componentes 5G core, entre eles o PCF (Policy Control Function) que controla a forma de utilização da rede através de políticas, por exemplo limitando a velocidade da utilização de dados móveis; e o CHF (Charging Function) que efetua a cobrança de serviços assim como recargas e serviços pós-pagos. A arquitetura atual destes sistemas não foi desenhada para se adequar nativamente a soluções baseadas na cloud.
A Altice Labs está a tomar um passo importante no seu portfolio, reestruturando os seus sistemas para serem suportados na cloud dos nossos clientes (as operadoras de telecomunicações) e a arquitetura em microsserviços é um dos desafios.
Aspetos Inovadores
CHF e PCF no 5G
Microsserviços
Docker e Kubernetes
Cloud
Ferramentas a utilizar
Docker
Kubernetes
Java
Kafka
Referências Bibliográficas
Bruce, M., & Pereira, P. (2018). Microservices in Action. Manning Publications.
Richardson, C. (2018). Microservices Patterns: With examples in Java. Manning Publications.
Stopford, B., & Safari, a. (2018). Designing Event-Driven Systems. O'Reilly Media, Incorporated.
Sharma, S. (2019). Mastering Microservices with Java: Build enterprise microservices with Spring Boot 2.0, Spring Cloud, and Angular, 3rd
Edition. Packt Publishing.
https://5g.systemsapproach.org/index.html
...
Objetivo
Com este projeto propõe-se contribuir para o desenho, implementação e evolução dos sistemas de policy (PCF) e charging (CHF) integrantes da
norma 5G para uma arquitetura orientada a microsserviços. Assim os nossos sistemas poderão ser instanciados em ambientes Cloud tornando-os
produtos Cloud-Ready. Pretende-se explorar os vários padrões de design de uma arquitetura em microsserviços como Sagas, Event Sourcing,
CQRS, service meshes, etc., assim como uso de eventuais ferramentas de observabilidade para que seja avaliado o seu impacto/overhead num
ambiente produtivo simulado.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
Estudo da tecnologia e padrões de design da arquitetura em microsserviços (Sagas coreografadas, orquestradas, híbridas; Event Sourcing; CQRS; entre outros) baseada em comunicação assíncrona, event-driven, e utilização de bases de dados NoSQL.
Estudo dos elementos de policy (PCF) e de charging (CHF) das redes 5G, com foco especial na sua orquestração numa arquitetura em microsserviços;
Elaboração de relatório intercalar.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
Instanciar o protótipo/prova de conceito num cluster Kubernetes simulando um ambiente produtivo, utilizando:
- comunicação event-driven (e.g: Kafka)
- bases de dados NoSQL (e.g: MongoDB)
- ferramentas de observabilidade (e.g: Prometheus, Graylog, Grafana, etc);
- service meshes (e.g: Istio);
- sagas;
- event sourcing;
- etc.
Testar e validar a arquitetura identificando vantagens/desvantagens da aplicação das diversas abordagens nos cenários do CHF e PCF, analisando nomeadamente questões de:
- desempenho;
- transparência;
- escalabilidade;
- tolerância a falhas;
- segurança;
- controlo.
Elaboração do relatório final com a descrição do trabalho realizado e conhecimento adquirido
Condições
Condições:
Integração de uma Bolsa de Investigação - Programa GENIUS - durante a realização do projeto de Dissertação - Integração numa equipa de I&D na Empresa Altice Labs . Valor de Bolsa de acordo com valores da FCT em vigor. BI= 835,98 euros liquido.
Os alunos interessados deverão enviar para genius@inova-ria.pt ao cc Dra Regina Maia Sacchetti (963618710).
• Curriculum Vitae;
• Disciplinas realizadas até ao momento com médias ; simples documento eletrónico, que poderá obter no portal académico .
Processo de Seleção: Entrevista Inova-Ria - PROGRAMA GENIUS na qual fará parte o Orientador do projeto de forma a esclarecer a temática envolvida.
• média prevista de 13,5 - 14 valores (média linear entre licenciatura e mestrado);
• Indicação de áreas de interesse.
Para concorrer podes enviar a tua candidatura, envia email para o Programa GENIUS: genius@inova-ria.pt
Observações
Competências Chave Requeridas
Utilização de Linux
Programação java
Engenharia de software
Noções básicas de redes 5G
Noções básicas de microsserviços
Vontade de aprender
Orientador
João Pedro Rodrigues
joao-g-rodrigues@alticelabs.com 📩