Proximity-aware replicas management in geo-distributed fog computing platforms

Gestion des répliques en fonction de la proximité dans les plateformes géo-distribuées de fog computing

• Auteur / Autrice : Ali Jawad Fahs
• Direction : Guillaume Pierre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes) - MYRIADS

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique -- Gestion

Informatique géodistribuée

Mots clés libres

Fog computing

Gestion de la proximité

Gestion des ressources

Kubernetes

Fog computing

Proximity-Awareness

Resource management

Kubernetes

Résumé

L'architecture géo-distribuée de fog computing fournit aux utilisateurs des ressources accessibles avec une faible latence. Cependant, exploiter pleinement cette architecture nécessite une distribution similaire de l'application par l'utilisation de techniques de réplication. Par conséquent, la gestion de ces répliques doit intégrer des algorithmes prenant en compte la proximité aux différents niveaux de gestion des ressources du système. Dans cette thèse, nous avons abordé ce problème à travers trois contributions. Premièrement, nous avons conçu un système de routage des requêtes entre les utilisateurs et les ressource prenant en compte la proximité. Deuxièmement, nous avons proposé des algorithmes dynamiques pour le placement des répliques prenant en compte les derniers percentiles de la latence. Enfin, nous avons développé un système de mise à l’échelle automatique qui ajustent le nombre des répliques de l'application en fonction de la charge subie par les applications fog computing.

Geo-distributed fog computing architectures provide users with resources reachable within low latency. However, fully exploiting the fog architecture requires a similar distribution of the application by the means of replication. As a result, fog application replica management should implement proximity-aware algorithms to handle different levels of resource management. In this thesis, we addressed this problem over three contributions. First, we designed a proximity-aware user-to-replica routing mechanism. Second, we proposed dynamic tail-latency-aware replica placement algorithms. Finally, we developed autoscaling algorithms to dynamically scale the application resources according to the non-stationary workload experienced by fog platforms.