Learning Centre

5G microservice monitoring with Linux kernel

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Toimela, Samu
dc.contributor.author Oksanen, Ilkka
dc.date.accessioned 2019-06-23T15:10:42Z
dc.date.available 2019-06-23T15:10:42Z
dc.date.issued 2019-06-17
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/38989
dc.description.abstract Software industry is adopting a scalable microservice architecture at increasing pace. At the advent of 5G, this introduces major changes for the architectures of telecommunication systems as well. The telecommunications software is moving towards virtualized solutions in form of virtual machines, and more recently, containers. New monitoring solutions have emerged, to efficiently monitor microservices. These tools however can not provide as detailed view to internal functions of the software than what is possible with tools provided by an operating system. Unfortunately, operating system level tracing tools are decreasingly available for the developers or system administrators. This is due to the fact that the virtualized cloud environment, working as a base for microservices, abstracts away the access to the runtime environment of the services. This thesis researches viability of using Linux kernel tooling in microservice monitoring. The viability is explored with a proof of concept container providing access to some of the Linux kernels network monitoring features. The main focus is evaluating the performance overhead caused by the monitor. It was found out that kernel tracing tools have a great potential for providing low overhead tracing data from microservices. However, the low overheads achieved in the networking context could not be reproduced reliably. In the benchmarks, the overhead of tracing rapidly increased as a function of the number of processors used. While the results cannot be generalized out of the networking context, the inconsistency in overhead makes Linux kernel monitoring tools less than ideal applications for a containerized microservice. en
dc.description.abstract Ohjelmistoala on yhä suuremmassa määrin siirtymässä skaalautuvien mikropalveluiden käyttöön. 5G:n saapuessa myös tietoliikennejärjestelmien arkkitehtuureissa nähdään suuria muutoksia. Tietoliikennejärjestelmät ovat muun ohjelmistoalan mukana siirtymässä virtualisoituihin ratkaisuihin, kuten virtuaalikoneisiin ja viimeisimpänä kontteihin. Uuden arkkitehtuurin myötä palveluiden valvontaan on syntynyt mikropalveluihin erikoistuneita työkaluja. Nämä työkalut eivät kuitenkaan pysty kilpailemaan käyttöjärjestelmän tarjoamien työkalujen kanssa valvonnan yksityiskohtaisuudessa. Valitettavasti käyttöjärjestelmätason valvontatyökalut ovat arkkitehtuurimuutoksen takia harvemmin ohjelmistokehittäjien ja ylläpitäjien ulottuvilla. Suuri syy tähän on se, että mikropalveluarkkitehtuurin myötä palvelut on virtualisoitu pilveen. Tällöin pääsyä palvelun suoritusympäristöön ei usein ole. Tässä työssä tutkitaan, onko Linux-ytimen valvontatyökalujen hyödyntäminen mikropalveluiden valvonnassa kannattavaa. Kannattavuutta tutkitaan kontissa ajettavalla monitoriprototyypillä, joka tarjoaa pääsyn osaan Linux-ytimen verkonvalvonta-ominaisuuksista. Tutkimuksen pääpaino on selvittää monitorin vaikututus ajossa olevan järjestelmän suorituskykyyn. Tutkimuksessa selvisi, että Linux-ytimen valvontatyökaluilla on optimitilanteessa mahdollista kerätä mikropalveluiden tilaan liittyvää valvontadataa ilman suurta vaikutusta suorituskykyyn. Epäsuotuisassa tilanteessa valvonnan vaikutus nousi kuitenkin merkittävästi. Verkkovalvonnan suhteellisen vaikutuksen havaittiin kasvavan laskentakuormaan käytettyjen prosessorien määrän funktiona. Tuloksia verkkovalvonnasta ei voi suoraan yleistää verkkovalvontakontekstin ulkopuolelle. Valvonnan vaikutuksen kasvun vahva riippuvuus käytetyn isäntäkoneen ominaisuuksista kuitenkin tekee Linux-ytimen valvontatyökaluista epäideaalin ratkaisun mikropalveluiden valvontaan. fi
dc.format.extent 64 + 0
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title 5G microservice monitoring with Linux kernel en
dc.title 5G mikropalveluiden valvonta Linux kernelin avulla fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword eBPF en
dc.subject.keyword Linux en
dc.subject.keyword kernel en
dc.subject.keyword microservice en
dc.subject.keyword 5G en
dc.subject.keyword container en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201906234055
dc.programme.major Computer Science fi
dc.programme.mcode SCI3042 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Hirvisalo, Vesa
dc.programme Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences fi
local.aalto.electroniconly yes
local.aalto.openaccess yes


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

Statistics