Titulo Estágio
Avaliação de plugins de rede em Kubernetes para cenários edge e cloud
Áreas de especialidade
Comunicações, Serviços e Infraestruturas
Sistemas de Informação
Local do Estágio
DEI
Enquadramento
A gestão de redes está simplificada graças à evolução da tecnologia como as redes definidas por software (Software Defined Networking - SDN). Este tipo de tecnologia permite uma gestão mais flexível das redes, potenciando cenários com veículos de condução autónoma, cenários de missões críticas (e.g., salvamento recorrendo a drones ou análise inteligente dos dados de múltiplos sensores e dispositivos). A tecnologia SDN tem sido utilizada em contextos de cloud computing, emergindo a necessidade de estender o suporte para o contexto edge. Neste sentido, plataformas como o Kubernetes têm sido a referência para a orquestração de funções de rede em containers - Container Network Functions (CNF). Inclusive exitem especificações para o modelo de networking dos containers – Container Network Interface (CNI).
Não obstante o suporte de uma interface padronizada, existem diversos plugins de rede para o Kubernetes com propósitos distintos [1]. O Calico, o Flannel são tidos como referência [2], dada a simplicidade de configuração e níveis de performance aceitáveis. Contudo a gestão integrada de politicas de rede e a sua sincronização com as soluções do edge (kubedge) requerem soluções mais flexíveis e com suporte integrada para monitorização e qualidade de serviço dinâmica (Kube-OVN) [3].
A integração dos diversos plugins de rede com suporte para o modelo de Open Virtual Network (OVN), requer mais investigação para possibilitar o conceito cloud-edge continuum.
[1] N. Kapocius, “Performance Studies of Kubernetes Network Solutions,” 2020 IEEE Open Conf. Electr. Electron. Inf. Sci. eStream 2020 - Proc., 2020.
[2] S. Qi, S. G. Kulkarni, and K. K. Ramakrishnan, “Understanding Container Network Interface Plugins: Design Considerations and Performance,” IEEE Work. Local Metrop. Area Networks, vol. 2020-July, 2020.
[3] Kube-OVN, https://github.com/kubeovn/kube-ovn.
[4] L. Yala, M. Iordache, A. Bousselmi, and S. Imadali, “5G mobile network orchestration and management using open-source,” IEEE 5G World Forum, 5GWF 2019 - Conf. Proc., pp. 421–426, 2019.
Objetivo
Os objetivos do estágio são:
Obj. 1 – Identificação de plugins de rede existentes para o Kubernetes.
Obj. 2 – Desenho e especificação de Framework de avaliação da performance dos plugins de rede. Este objetivo compreende:
i) identificação de serviços e cenários dento do conceito cloud-edge continuum.
ii) desenvolvimento de scripts para definição de múltiplos workloads consoante a identificação dos serviços.
iii) instalação/configuração de serviços de monitorização de utilização de recursos.
Obj. 3 - Avaliar os serviços em clusters kubernetes e kubeedge.
Obj. 4 – Documentação dos resultados para efeitos de dissertação e para publicação científica.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
As tarefas do primeiro semestre são:
T1.1 – Análise do estado da arte relativamente aos plugins de rede do Kubernetes e Kubedge.
T1.2 – Análise do estado da arte a cenários dentro do conceito cloud-edge continuum, com suporte para monitorização de recursos.
T1.4 – Realização de estudos preliminares em cluster K8S.
T1.5 – Escrita do relatório intermédio.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
As tarefas do segundo semestre são:
T2.1 – Implementação de Framework de avaliação de performance dos plugins de rede.
T2.2 – Avaliação da performance dos plugins de rede em clusters Kubernetes e Kubedge.
T.2.3 – Elaboração da documentação para efeitos de dissertação e de publicação científica.
Condições
O aluno terá acesso a recursos computacionais. A avaliação através de simulação poderá ser feita recorrendo a recursos computacionais disponíveis no departamento.
Observações
As atividades propostas nesta dissertação enquadram-se no projeto AIDA.
Este estágio será orientado pelo docente Bruno Sousa
Porque é que este estágio é interessante?
- Participação num projeto nacional;
- Possibilidade de contribuir em cenários de elevado interesse comercial, por parte de empresas nas áreas de serviços e até mesmo operadores de rede;
Orientador
Bruno Sousa
bmsousa@dei.uc.pt 📩