CRAWO: Recursos Customizados para Orquestração Adaptativa de Cargas de Trabalho
Computação na borda; Computação em nuvem; Pipelines distribuídos; Alocação de recursos; Autoadaptação; MAPE-K
Aplicações distribuídas em ambientes de borda e nuvem são frequentemente
organizadas em múltiplos estágios com diferentes requisitos computacionais e
de comunicação. Orquestrar essas aplicações significa alocar cada estágio a um
nó de processamento, na borda ou na nuvem, capaz de executá-lo, de modo
que a aplicação alcance o desempenho exigido. Essa escolha deve considerar
heterogeneidade de hardware, latência de rede, capacidade de processamento
e carga, e precisa ser revista durante a execução, pois nós podem falhar ou
ficar sobrecarregados. Este trabalho propõe o CRAWO, Custom Resources for
Adaptive Workload Orchestration, um framework arquitetural para a orques-
tração adaptativa de aplicações multiestágio sobre recursos heterogêneos de
borda e nuvem, organizado segundo o laço de controle MAPE-K. O framework
foi implementado e avaliado com um pipeline de reconhecimento de placas
veiculares a partir de vídeo, cujos estágios de detecção, reconhecimento e
notificação têm requisitos de hardware distintos e são alocados e realocados
pelo CRAWO. Experimentos preliminares, em um ambiente emulado de nós
heterogêneos, avaliam o tempo gasto para escolher o nó de cada estágio, o
posicionamento dos estágios e a reavaliação após falha de nó e sobrecarga
sustentada. O tempo de decisão ficou na ordem de décimos de milissegundo por
estágio, com crescimento sublinear entre 4 e 12 nós candidatos, e os estágios
afetados foram realocados sem mover os demais.