Evaluation of container technologies for an embedded Linux device

Abstract

Application containers have become a popular method of deploying software during recent years. Containers are used to virtualize and isolate applications from the underlying host system which provides various benefits, such as increased security and portability. However, containers also introduce overhead to the system which might be a problem in embedded systems, where the availability of computational resources is limited.

The goal of this thesis was to recommend an application container technology to be used in an embedded Linux device. In order to reach this goal, four container technologies were chosen to be evaluated by executing tests and measuring the caused overhead by each technology. Additionally, the security and usability of each technology was evaluated. The technologies chosen for evaluation were Docker, balenaEngine, LXC and Flatpak. The testing was carried out using a well-known embedded device Raspberry Pi 4.

The results showed that while there were some differences between the tested technologies, in most cases the amount of overhead introduced was relatively small. Furthermore, no major issues were found in terms of security or usability with any of the four technologies.

Ohjelmistokontit ovat saavuttaneet suuren suosion sovellusten käyttöönottotapana viime vuosien aikana. Kontit virtualisoivat ja eristävät ohjelmistoja alla olevasta käyttöjärjestelmästä, mistä on monia hyötyjä, kuten parempi tietoturva ja siirrettävyys. Kontit kuitenkin kasvattavat järjestelmän resurssien kulutusta, mikä voi olla ongelmallista sulautetuissa järjestelmissä, joissa resursseja on saatavilla vain rajallinen määrä.

Tämän diplomityön tarkoituksena oli suositella konttiteknologiaa käytettäväksi sulautetussa Linux-laitteessa. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi neljä konttiteknologiaa valittiin arvioitavaksi. Arvionti perustui testien suorittamiseen, joissa mitattiin konttien aiheuttamaa ylimääräistä resurssien kulutusta. Lisäksi teknologioiden tietoturvaa sekä käytettävyyttä arvoitiin. Teknologiat, jotka valittiin tarkasteltaviksi, olivat Docker, balenaEngine, LXC ja Flatpak. Testit suoritettiin Raspberry Pi 4:llä, joka on tunnettu sulautettu laite.

Tulokset osoittivat, että vaikka arvioitujen teknologioiden välillä oli joitakin eroja, suurimmassa osassa tapauksista ylimääräinen resurssien käyttö oli kuitenkin suhteellisen vähäistä. Lisäksi todettiin, että millään testatuista teknologioista ei ollut suuria tietoturvariskejä tai huomattavia ongelmia käytettävyydessä.