Uma Arquitetura de Monitoramento em Fog Computing com Suporte à Orquestração de Serviços
Cloud Computing, Fog Computing, Observabilidade, Adaptabilidade, Arquitetura Autoadaptável
Fog Computing é um paradigma computacional que estende a Cloud Computing, fornecendo recursos de computação mais próximos dos usuários na borda da rede. O paradigma Fog Computing se caracteriza por uma infraestrutura distribuída e heterogênea, o que aumenta a complexidade do gerenciamento quando
comparada à Cloud Computing. A orquestração de serviços e recursos é fundamental nesse contexto, lidando com a dinamicidade da infraestrutura e garantindo o cumprimento dos Acordos de Nível de Serviço. A gestão da observabilidade é uma funcionalidade crucial para a orquestração, coletando informações sobre o status dos serviços, dos dispositivos e dos links de comunicação para permitir uma tomada de decisão rápida e eficaz. No entanto, a literatura sobre orquestração em Fog Computing, frequentemente, assume a existência de uma solução de gestão da observabilidade sem apresentar métodos de implementação, ou abordar os desafios. Adicionalmente, soluções de gestão da observabilidade existentes para Cloud Computing não são adequadas para ambientes Fog devido às suas particularidades. Há uma carência de trabalhos que abordem o aumento da observabilidade em Fog e o desafio de gerenciar diversos fluxos de dados heterogêneos em um ambiente com recursos restritos. Para suprir essas lacunas, esta tese propõe FogObserver, uma arquitetura de referência para sistemas de gestão da observabilidade em Fog, que lida com a coleta, o processamento e o armazenamento de dados de observabilidade. Ela gerencia fluxos de dados heterogêneos dos domínios de instrumentação (métricas, logs e traces) e utiliza um framework autoadaptável, capaz de reconhecer dinamicamente mudanças relevantes no ambiente e selecionar a melhor reação. A avaliação da proposta foi realizada por meio de um estudo de caso em um cenário real de cidades inteligentes. Os resultados demonstraram que é possível aumentar a observabilidade em Fog Computing de forma eficaz,
adicionando um overhead baixo à infraestrutura e aos canais de comunicação. Por meio de estratégias customizadas para o contexto da aplicação, conseguiu-se uma redução de 80% no volume de dados de observabilidade, transmitidos dos dispositivos IoT para Fog, e o volume resultante representou menos de 1%
do volume de dados transmitidos pela aplicação quando em operação.