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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19561
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título: | Investigação dos efeitos do envelhecimento do software e avaliação de políticas de rejuvenescimento em sistema de orquestração de conttêineres |
Autor(es): | Santos, José Marcelo dos |
Data do documento: | 27-Fev-2024 |
Orientador: | Araujo, Jean Carlos Teixeira de |
Coorientador: | Matos Júnior, Rubens de Souza |
Resumo: | O envelhecimento e rejuvenescimento de software (SAR) têm recebido atenção nos últimos anos e foram extensivamente estudados em diversos cenários computacionais, especialmente em sistemas que demandam alta disponibilidade. Esse foco reflete a crescente importância de sistemas de software para a operação eficiente de várias organizações, tornando-se um tópico de pesquisa proeminente, impulsionado pela crescente demanda por confiabilidade e disponibilidade de serviços. Esta dissertação apresenta experimentos conduzidos em duas versões do Ubuntu Linux, simulando cenários de operação de uma nuvem privada. A plataforma de conteinerização utilizada é o Containerd, com o Kubernetes (K8s) como orquestrador, em 5 cenários distintos. Para cada um dos 5 cenários, as condições de hardware e softwares foram mantidas, incluindo cargas de trabalho e durações de testes. Durante a realização dos experimentos, métricas como utilização de CPU, uso de memória e uso de disco foram monitoradas em todo o sistema, além da análise dos serviços do Containerd e do Kubelet. Os experimentos também incluíram a medição do tempo de resposta de servidor web para solicitações HTTP externas. O cenário inicial concentrou-se na investigação dos efeitos do envelhecimento de software, enquanto cenários subsequentes exploraram a adoção de diferentes estratégias de rejuvenescimento. Efeitos do envelhecimento de software foram observados em todos os cenários, com vazamentos de recursos identificados, especialmente no uso de memória, mesmo quando o cluster estava sem carga após um período de estresse. Os problemas observados neste trabalho resultam na degradação do desempenho do sistema e comprometem a confiabilidade e disponibilidade quando o sistema falha devido à exaustão do uso de memória. O rejuvenescimento não surtiu efeito nos cenários de limpeza de memória cached, muito menos nos momentos de reinicialização dos serviços do Containerd e Kubelet. No entanto, o rejuvenescimento de software provou ser eficaz no cenário final, quando a reinicialização controlada dos nós Workers foi realizada, permitindo assim o cumprimento do tempo estipulado para o experimento. |
Abstract: | Software Aging and Rejuvenation (SAR) have garnered attention in recent years and have been extensively studied in various computational scenarios, especially in systems requiring high availability. This focus reflects the increasing importance of software systems for the efficient operation of various organizations, becoming a prominent research topic driven by the growing demand for reliability and service availability. This dissertation presents experiments conducted on two versions of Ubuntu Linux, simulating operation scenarios of a private cloud. The containerization platform used is Containerd, with Kubernetes (K8s) as the orchestrator, in 5 distinct scenarios. For each of the 5 scenarios, hardware and software conditions were maintained, including workloads and test durations. During the experiments, metrics such as CPU usage, memory usage, and disk usage were monitored throughout the system, in addition to analyzing the services of Containerd and Kubelet. The experiments also included measuring the web server response time for external HTTP requests. The initial scenario focused on investigating the effects of software aging, while subsequent scenarios explored the adoption of different rejuvenation strategies. Effects of software aging were observed in all scenarios, with resource leaks identified, especially in memory usage, even when the cluster was idle after a stress period. The issues observed in this work result in system performance degradation and compromise reliability and availability when the system fails due to memory usage exhaustion. Rejuvenation had no effect in scenarios involving memory cache cleaning, let alone during the restart of Containerd and Kubelet services. However, software rejuvenation proved effective in the final scenario when controlled restarts of Worker nodes were performed, thus allowing compliance with the stipulated experiment time. |
Palavras-chave: | Computação Computação em nuvem Arquitetura de software Contêineres Envelhecimento de software Rejuvenescimento de software Orquestração Software aging Software rejuvenation Cluster Kubernetes (K8s) Orchestration Container |
área CNPQ: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
Idioma: | por |
Sigla da Instituição: | Universidade Federal de Sergipe (UFS) |
Programa de Pós-graduação: | Pós-Graduação em Ciência da Computação |
Citação: | SANTOS, José Marcelo dos. Investigação dos efeitos do envelhecimento do software e avaliação de políticas de rejuvenescimento em sistema de orquestração de conttêineres. 2024. 91 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2024. |
URI: | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19561 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Ciência da Computação |
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