Dynamic provisioning of container registries in edge computing infrastructures

Abstract

A proliferação de dispositivos móveis e sensores tem provocado o desenvolvimento de aplicações sensíveis à latência e com uso intensivo de recursos. Enquanto os dispositivos e sensores gerando os dados podem ter capacidade limitada de processamento e armazenamento, as infraestruturas de computação de nuvem oferecem a escalabilidade necessária para processar essas demandas. No entanto, a distância entre os usuários finais e os centros de dados de nuvem introduzem uma sobrecarga de comunicação. Nesse sentido, computação de borda surge para estender infraestruturas de nuvem para localidades próximas do usuário final. A proximidade intrínseca do paradigma melhora a latência e largura de banda para aplicações com demandas estritas. Além disso, a associação com virtualização baseada em contêineres melhora a qualidade de serviço e qualidade de experiência. O aspecto de leveza dessa tecnologia fornece um rápida provisionamento da aplicação e baixa sobrecarga de recursos. No entanto, provisionar aplicações baseadas em contêineres sofre com uma sobrecarga significativa enquanto o conteúdo é baixado dos registros de contêiner. Ainda que diversos autores tenham proposto o uso de registros distribuídos para enfrentar esse problema, suas técnicas focam exclusivamente no tempo de provisionamento, geralmente negligenciando métricas chave para infraestruturas de computação de borda, como latência e uso de recursos. Além disso, outros autores adotam técnicas complexas, como migração de registros, a qual pode afetar a utilização de rede. Em resposta a este cenário, nós propomos o provisionamento dinâmico de registros de contêiner com duas estratégias (LMDyn e MODyn) que alocam registros de contêiner em servidores de borda baseados na análise da infraestrutura e sem necessitar de migração de recursos. Nossa avaliação mostra reduções significativas no uso de recursos utilizando LMDyn e um trade-off balanceado entre tempo de provisionamento, latência e uso de recursos com MODyn