Tecnologías Específicas

Ingeniería de Computadores
Tecnologías de la Información

Descripcion y Objetivos

El consumo de aplicaciones multimedia con necesidad de baja latencia como el vídeo, la realidad virtual o la realidad aumentada ha aumentado de manera dramática en los últimos años, y en especial durante 2020 como consecuencia de la pandemia causada por el SARS-COV-2. La aparición del Multi-Access Edge Computing (MEC) trata de llevar la funcionalidad de la nube hasta el Edge de las Radio Access Networks (RANs) como pueden ser el 5G o el Wi-Fi optimizando el ancho de banda, reduciendo la latencia, haciendo más fácil la implementación de servicios de análisis de vídeo y datos, la localización o el IoT. La mayoría de la literatura se centra en las redes 5G, pero, sin embargo, una arquitectura MEC también podría ser de utilidad en redes Wi-Fi. En un entorno distribuido y heterogéneo como el que suponen este tipo de redes, una orquestación y despliegue eficiente de los servicios se presenta como esencial. Por ello, el uso de herramientas como Kubernetes, que facilita la administración de cargas de trabajo y servicios de manera automática, y Docker, que permite portar las aplicaciones y servicios a cualquier hardware y sistema operativo sin introducir la sobrecarga que las máquinas virtuales tradicionales, pueden ayudar a una gestión más eficiente de este tipo de redes.

Por ello el objetivo principal de este trabajo de fin de grado es implementar un prototipo de una red EWLAN que permita estudiar este tipo de redes y proponer una orquestación y despliegue de servicios haciendo uso de Kubernetes y Docker.

 

Metodología y Competencias

En un principio se definen las siguientes fases en el plan de trabajo:

1. Realizar un estudio del paradigma Edge Computing y arquitecturas MEC disponibles en la literatura para proponer un prototipo de red EWLAN.
2. Montaje del prototipo de red utilizando dispositivos Raspberry Pi como servidores edge.
3. Estudio de KubeEdge como plataforma para la orquestación de los servicios en el Edge. KubeEdge extiende las ventajas de Kubernetes al Edge permitiendo que, al contrario que en un cluster de Kubernetes, los nodos puedan trabajar sin conexión.
4. Utilización de Docker y KubeEdge para realizar la orquestación y despliegue de servicios en la red. 
5. Elaboración de un informe final.

Las principales competencias específicas de Ingeniería de Computadores que aborda son:

• [IC4] Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones.
• [IC7] Capacidad para analizar, evaluar, seleccionar y configurar plataformas hardware para el desarrollo y ejecución de aplicaciones y servicios informáticos. 
• [IC8] Capacidad para diseñar, desplegar, administrar y gestionar redes de computadores.

Las principales competencias específicas de Tecnologías de la Información que aborda son:

• [TI2] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar, evaluar, construir, gestionar, explotar y mantener las tecnologías de hardware, software y redes, dentro de los parámetros de coste y calidad adecuados.
• [TI4] Capacidad para seleccionar, diseñar, desplegar, integrar y gestionar redes e infraestructuras de comunicaciones en una organización.
• [TI6] Capacidad de concebir sistemas, aplicaciones y servicios basados en tecnologías de red, incluyendo Internet, web, comercio electrónico, multimedia, servicios interactivos y computación móvil.
   

 

Medios a utilizar

Red cableada de la UCLM.

Ordenador Portátil.

Punto de Acceso PCEngines ALIX 2D.

3 Raspberry Pi 4.

 

Bibliografía

https://www.docker.com/why-docker

https://kubernetes.io/es/docs/home/

Specification Group (2020). GS MEC 028 - V2.1.1 - Multi-access Edge Computing (MEC); WLAN Information API. 1, 1–46.

Shaukat, U., Ahmed, E., Anwar, Z., & Xia, F. (2016). Cloudlet deployment in local wireless networks: Motivation, architectures, applications, and open challenges. Journal of Network and Computer Applications, 62, 18–40. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2015.11.009

Lynn, T., Mooney, J. G., Lee, B., & Takako, P. (2020). The Cloud-to-Thing continuum. Opportunities and challenges in cloud, fog and edge computing.

Liyanage, M., Porambage, P., & Ding, A. Y. (2018). Five Driving Forces of Multi-Access Edge Computing. 1–7. http://arxiv.org/abs/1810.00827

Documentación sobre las redes IEEE 802.11.