Otimização na alocação de recursos de cloud computing num serviço de autenticação de produtos

Abstract

A UN1Qnx, S.A., soluções de autenticidade ciber-físicas, é uma empresa sediada em Braga, que desenvolve e comercializa sistemas físicos, eletrónicos e cibernéticos de validação e autenticação de produtos, sendo o objetivo a proteção da marca e o combate à contrafação. Neste momento, a empresa possui um serviço de autenticação de produtos localizado numa máquina virtual na cloud, mais especificamente na Microsoft Azure. Contudo, a utilização deste serviço é intermitente e passa por períodos de inatividade. Porém, quando utilizado, cada execução do serviço é computacionalmente custosa, o que obriga à utilização de uma máquina virtual que tem em conta o caso de máxima utilização. Assim, nos intervalos entre utilizações os custos acumulam-se sem aproveitar os recursos alocados. Deste modo, esta tese passa por otimizar a utilização dos recursos na cloud, tendo em vista tirar proveito da escalabilidade e elasticidade das tecnologias de computação na nuvem, bem como melhorar a latência dos pedidos. A otimização dos recursos passa por comparar diferentes serviços de diferentes forne cedores e selecionar o que se apresenta como a melhor opção. A fim de realizar estas comparações, fez-se antes uma investigação baseada na metodologia Design Science Research. Primeiramente, explorou-se o ambiente da solução (computação na nuvem) e o ambiente do problema, isto é, qual a situação atual da empresa no que diz respeito ao funcionamento do serviço de validação e dos recursos afetos ao mesmo. Em segundo lugar, fez-se uma averiguação sobre o estado da arte das tecnologias usadas, das tecnologias que poderiam vir a ser usadas e de outras empresas da mesma área, sobre quais os seus produtos e o seu modo de funcionamento. Por último, investigaram-se métodos de seleção e comparação entre várias opções. Em terceiro lugar, realizou-se a parte mais trabalhosa e demorada: o desenvolvimento prático. Nesta fase realizaram-se testes de performance, a colocação do serviço num docker container e a utilização de kubernetes. Ainda nesta última parte, houve vária experimentação com diversas arquiteturas. Por fim, o sistema estabilizou numa arquitetura assíncrona, que fez reduzir os custos e, permitiu com que o serviço se adequasse melhor à quantidade de trabalho a processar.

UN1Qnx, SA, cyber-physical authenticity solutions, is a company headquartered in Braga, which develops and markets physical, electronic and cyber systems for validating and authenticating products, with the aim of protecting the brand and combating counterfeiting . At this moment, the company has a product authentication service located in a virtual machine in the cloud, more specifically in Microsoft Azure. However, the use of this service is intermittent and goes through periods of inactivity. However, when used, each execution of the service is computationally expensive, which requires the use of a virtual machine that takes into account the case of maximum use. Thus, in the intervals between uses, costs accumulate without taking advantage of the allocated resources. Thus, this thesis involves optimizing the use of resources in cloud, with a view to taking advantage of the scalability and elasticity of cloud computing technologies, as well as improving the latency of requests. Resource optimization involves comparing different services from different providers and selecting the best option. In order to make these comparisons, an investigation based on the Design Science Research methodology was carried out. First, the solution environment (cloud computing) and the problem environment were explored, that is, the current situation of the company with regard to the functioning of the validation service and the resources allocated to it. Secondly, an inquiry was made about the state of the art of the technologies used, the technologies that could be used and other companies in the same area, about their products and how they work. Finally, selection and comparison methods between various options were investigated. Thirdly, the most laborious and time-consuming part was carried out: practical deve lopment. In this phase, performance tests were carried out, the service was placed in a docker container and kubernetes was started to being used. Also in this last part, there was a lot of experimentation with different architectures. Finally, the system stabilized in an asynchronous architecture that reduced costs and allowed the service to be better suited to the amount of work to be processed.