Nghiên Cứu và Đánh Giá Nền Tảng Serverless Mã Nguồn Mở Dựa Trên Kubernetes Cho Hệ Thống Máy Chủ Cận Biên

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu

1.2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.2.1. Mục tiêu của đề tài

1.2.2. Đối tượng nghiên cứu của đề tài

1.2.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.3. Tính mới và tính ứng dụng thực tế của đề tài

1.4. Đóng góp của đề tài

1.5. Cấu trúc của khóa luận

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu khái niệm ảo hóa và trình bày kiến trúc ảo hóa phổ biến

2.2. Giới thiệu công nghệ ảo hóa container Docker

2.3. Giới thiệu công nghệ quản trị và điều phối container Kubernetes

2.4. Giới thiệu tổng quan về kiến trúc Microservices, một nền tảng ban đầu của Serverless

2.5. Giới thiệu khái niệm về mô hình Serverless, ưu và nhược điểm của nó và trình bày một số trường hợp sử dụng mô hình Serverless Computing

3. CHƯƠNG 3: CÁC NỀN TẢNG SERVERLESS MÃ NGUỒN MỞ

3.1. Tiêu chí lựa chọn

3.2. Các nền tảng Serverless mã nguồn mở

4. CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI CÁC NỀN TẢNG SERVERLESS MÃ NGUỒN MỞ

4.1. Cài đặt môi trường thực nghiệm

4.1.1. Cài đặt Docker và Kubernetes

4.1.2. Cài đặt Apache OpenWhisk

4.1.3. Cài đặt Kubeless

4.1.4. Cài đặt OpenFaaS

4.2. Triển khai thử nghiệm ứng dụng AI trên nền tảng Serverless

4.3. Xây dựng ứng dụng tính số Fibonacci trên nền tảng Serverless

4.3.1. Xây dựng và triển khai

5. CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CÁC NỀN TẢNG SERVERLESS MÃ NGUỒN MỞ

5.1. Thực nghiệm 1 - Đánh giá thời gian phản hồi

5.2. Thực nghiệm 2 - Đánh giá sự ảnh hưởng của ngôn ngữ lập trình phổ biến đến thời gian phản hồi của các function

5.3. Thực nghiệm 3 - Đánh giá sự ảnh hưởng của giới hạn bộ nhớ và giải thuật cho function

5.4. Thực nghiệm 4 - Đánh giá sự ảnh hưởng trong khả năng tính toán CPU

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.1. Kết luận

6.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

1. Cài đặt Docker

2. Cài đặt Kubernetes

3. Tạo cluster sử dụng kubeadm

4. Apache OpenWhisk

4.1. Cài đặt Apache OpenWhisk

4.2. Đoạn mã mẫu "Hello, world!"

5. Kubeless

5.1. Cài đặt Kubeless

5.2. Đoạn mã mẫu "Hello, world!"

5.3. Đoạn mã mẫu Fibonacci đệ quy

5.4. Đoạn mã mẫu Fibonacci giải thuật O(n)

5.5. Đoạn mã mẫu Fibonacci giải thuật O(log n)

6. Ứng dụng AI và tính số Fibonacci trên nền tảng Serverless

6.1. Một số lệnh khởi tạo function pigo-openfaas

6.2. Mã nguồn website tính số Fibonacci trên nền tảng Serverless

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Nền Tảng Serverless Mã Nguồn Mở

Nền tảng Serverless mã nguồn mở dựa trên Kubernetes đang trở thành xu hướng trong việc phát triển ứng dụng. Kiến trúc này cho phép các nhà phát triển tập trung vào việc viết mã mà không cần lo lắng về cơ sở hạ tầng. Việc nghiên cứu và đánh giá các nền tảng này giúp hiểu rõ hơn về khả năng ứng dụng trong môi trường máy chủ cận biên.

1.1. Ảnh hưởng của Kiến Trúc Serverless đến Phát Triển Ứng Dụng

Kiến trúc Serverless giúp giảm thiểu thời gian phát triển và triển khai ứng dụng. Các nhà phát triển có thể dễ dàng mở rộng và quản lý ứng dụng mà không cần lo lắng về việc duy trì máy chủ.

1.2. Lợi Ích của Việc Sử Dụng Nền Tảng Mã Nguồn Mở

Nền tảng mã nguồn mở như Kubernetes cho phép tùy biến và mở rộng linh hoạt. Điều này giúp các tổ chức tiết kiệm chi phí và tăng cường khả năng kiểm soát.

II. Thách Thức trong Triển Khai Nền Tảng Serverless cho Hệ Thống Cận Biên

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc triển khai nền tảng Serverless cho hệ thống máy chủ cận biên cũng gặp phải nhiều thách thức. Tài nguyên hạn chế và độ trễ trong xử lý dữ liệu là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Tài Nguyên Hạn Chế và Ảnh Hưởng đến Hiệu Suất

Hệ thống máy chủ cận biên thường có tài nguyên hạn chế, điều này ảnh hưởng đến khả năng xử lý và hiệu suất của các ứng dụng Cloud-native.

2.2. Độ Trễ trong Xử Lý Dữ Liệu

Độ trễ trong việc truyền tải dữ liệu từ thiết bị đến máy chủ có thể làm giảm hiệu suất của ứng dụng. Việc tối ưu hóa quy trình xử lý là rất cần thiết.

III. Phương Pháp Triển Khai Nền Tảng Serverless Dựa Trên Kubernetes

Triển khai nền tảng Serverless trên Kubernetes yêu cầu một quy trình rõ ràng và hiệu quả. Các bước triển khai cần được thực hiện một cách cẩn thận để đảm bảo tính khả thi và hiệu suất.

3.1. Cài Đặt Môi Trường Triển Khai

Cài đặt môi trường bao gồm việc thiết lập Docker và Kubernetes. Điều này tạo ra nền tảng vững chắc cho việc triển khai các ứng dụng Microservices.

3.2. Triển Khai Các Nền Tảng Serverless

Các nền tảng như Apache OpenWhisk, Kubeless, và OpenFaaS cần được triển khai và cấu hình đúng cách để tối ưu hóa hiệu suất.

IV. Đánh Giá Hiệu Suất của Các Nền Tảng Serverless Mã Nguồn Mở

Đánh giá hiệu suất của các nền tảng Serverless là rất quan trọng để xác định tính khả thi của chúng trong môi trường cận biên. Các tiêu chí đánh giá bao gồm thời gian phản hồi và khả năng mở rộng.

4.1. Thời Gian Phản Hồi của Các Function

Thời gian phản hồi là một trong những chỉ số quan trọng nhất để đánh giá hiệu suất của các nền tảng Serverless. Việc sử dụng công cụ như JMeter giúp đo lường chính xác.

4.2. Khả Năng Mở Rộng và Tính Linh Hoạt

Khả năng mở rộng của các nền tảng Serverless cho phép ứng dụng xử lý khối lượng công việc lớn mà không gặp phải vấn đề về hiệu suất.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai của Nền Tảng Serverless

Nền tảng Serverless mã nguồn mở dựa trên Kubernetes có tiềm năng lớn trong việc phát triển ứng dụng cho hệ thống máy chủ cận biên. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới.

5.1. Tiềm Năng Phát Triển trong Ngành Công Nghiệp

Sự phát triển của Edge computing và Cloud-native applications sẽ thúc đẩy nhu cầu về các nền tảng Serverless trong tương lai.

5.2. Các Xu Hướng Mới trong Công Nghệ Serverless

Các xu hướng như Microservices và Container orchestration sẽ tiếp tục định hình cách thức triển khai và quản lý ứng dụng trong môi trường Serverless.

Nghiên Cứu Triển Khai và Đánh Giá Các Nền Tảng Serverless Mã Nguồn Mở Dựa Trên Kubernetes