The benefits of the centralized orchestration of remote controlled virtual machines compared to local control
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2024-01-22
Department
Major/Subject
Computer Science
Mcode
SCI3042
Degree programme
Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences
Language
en
Pages
58
Series
Abstract
Virtual machines are non-physical emulations of computer systems. Most Digital Oy has a number of virtual machines running on the Azure cloud service and they are used for running software robotics programs both at the testing phase and at the production phase. In order to utilize such virtual machines, one has to control them for example by starting and shutting them down according to the desired schedule, as well as by starting the various programs that are run on them. This means both the actual robot programs and the programs that complete tasks that are required for the robot programs to work. The currently used control systems at Most Digital Oy are based on either completely local control or on distributed control, and they are not necessarily optimal in regards to the efficient use of resources or various other factors. It was thus considered plausible that exploring the possibility of centralized orchestration as an alternative solution could provide significant benefits. The objective of the thesis was two-folded: The first aim was to implement a Function App running on the Azure cloud service that would handle the orchestration of both the software robotics programs and the virtual machines that they are running on in a centralized manner, utilizing Azure Durable Functions, which is a stateful extension of Azure Functions. The created system would also be validated as a feasible solution by testing it. The second aim was to evaluate the benefits gained by using this type of centralized orchestration by comparing the created system with the other control systems that have so far been used at the Most Digital Oy, through the gathering of statistical data as well as logical examination. The study established a proof of concept for a centralized orchestration system in the field of software robotics utilizing the Azure Durable Functions extension. In addition, the created system was found to provide benefits compared to both local and distributed control in regards to maintenance, monitoring and the expenses caused by the system, with the drawbacks being rather minor except for the system’s unreliability with handling overlapping runs. It thus has potential as an advantageous alternative solution, although since the system was not taken into large scale use within the company, it is not possible to say with absolute certainty that it suits all of the requirements of the software robotics industry.Virtuaalikoneet ovat ohjelmallisesti virtualisointitekniikan avulla toteutettuja emulaatioita tietokoneista. Most Digital Oy:llä on käytössään lukuisia virtuaalikoneita, joiden pääasiallisena tarkoituksena on suorittaa ohjelmistorobotiikan ohjelmia niin testaus- kuin tuotantovaiheessakin. Jotta virtuaalikoneita voitaisiin hyödyntää näihin tarkoitusperiin, niitä täytyy kyetä hallinnoimaan esimerkiksi käynnistämällä ja sulkemalla niitä halutun aikataulun mukaisesti ja komentamalla niitä käynnistämään ohjelmia. Tällä tarkoitetaan sekä varsinaisia robottiohjelmia, kuin myös näiden toiminnan kannalta olennaisia tehtäviä suorittavia ohjelmia. Kaikki Most Digital Oy:llä nykyisin käytössä olevat hallintajärjestelmät perustuvat joko täysin paikalliseen tai hajautettuun hallintamalliin, eivätkä ne välttämättä ole optimaalisia tehokkaan resurssien käytön tai erinäisten muiden tekijöiden suhteen. Tämän vuoksi pidettiin todennäköisenä, että keskitetyn orkestraation tutkiminen vaihtoehtoisena hallintamalliratkaisuna saattaisi tarjota merkittäviä etuja. Diplomityön tavoitteet ovat olleet kaksijakoisia: Ensimmäisenä pyrkimyksenä oli toteuttaa Azuren pilvipalvelussa pyörivä Function App -sovellus, joka huolehtisi keskitetysti ohjelmistorobotiikan ohjelmien ja niiden ajamisessa käytettävien virtuaalikoneiden orkestraatiosta hyödyntäen toiminnassaan Azure Durable Functions -laajennusta, joka mahdollistaa tilakkaiden funktioiden kirjoittamisen. Lisäksi luotua systeemiä tultaisiin validoimaan erilaisten testien avulla, jotta sen käyttökelpoisuudesta voitaisiin varmistua. Toisena tavoitteena oli arvioida keskitetyn orkestraation tarjoamia hyötyjä vertaamalla sitä Most Digital Oy:ssä tähän mennessä käytössä olleisiin hallintajärjestelmiin tilastotietoja keräämällä sekä suorittamalla loogista tarkastelua. Tutkielma todisti Azure Durable Functions -laajennusta hyödyntävän keskitetyn orkestraatiojärjestelmän käyttämisen periaatteellisen mahdollisuuden ohjelmistorobotiikan alalla. Toteutetun järjestelmän havaittiin myös tarjoavan ylläpitoon, valvontaan ja kustannuksiin liittyviä etuja sekä täysin paikalliseen hallintajärjestelmään kuin myös hajautettuun hallintajärjestelmään nähden. Haittapuolet sen sijaan ovat varsin vähäisiä, lukuunottamatta epäluotettavuutta päällekkäisistä ajoista suoriutumisen suhteen. Keskitetyllä orkestraatiolla on siis potentiaalia tarjota edullinen ratkaisuvaihtoehto, mutta koska sitä ei kuitenkaan otettu laajamittaisempaan käyttöön yhtiön sisällä, ei ole mahdollista sanoa täysin varmasti, kykeneekö se täyttämään kaikki ohjelmistorobotiikan alan vaatimukset.Description
Supervisor
Siekkinen, MattiThesis advisor
Rimpeläinen, JuhoKeywords
virtual machine, RPA, cloud computing, Azure, orchestration