The future of networking lies within the development of low-latency and reliable networks. This development poses increased demand on the presence of edge-nodes. For a network operator to provide a low-latency edge-node resource, the physical distance from antenna-to-user needs to be small. This in turn, requires the network operator to have wide coverage of their physical antennas. An alternative solution is for network operators to share their edge-nodes within a so-called Operator Platform (OP) to reduce the cost of expanding their physical presence. In this project Design Science Research (DSR) was used to design an artifact named Master Thesis Orchestrator (MTO), to address the issue of finding and delivering shared edge-node resources between operators. An abstracted model of a realistic scenario was adopted. This model was used in evaluating the performance of the design against a baseline solution. The MTO is a decentralised algorithm using a shared memory cache. The artifact also has a randomised component which is used to control the frequency of shared memory accesses. These design choices were chosen to improve the performance in terms of scalability. A simulation of the artifact and baseline was conducted using a testbed implemented with Kubernetes/minikube. By assessing the performance on different input sizes (number of edge-nodes), the following performance metrics was gathered: success-rate (accuracy), run-time, and amount of data transmitted. The results showed that the MTO produced an average accuracy of 36% (baseline=96.8%) in terms of successful/failed user requests. The performance regarding run-time and transmitted data, varied depending on the outcome of the request. The MTO’s worst-case performance occurs for failed matches, leading to performance akin to that of the baseline’s average performance. The best-case performance of the MTO showed improvements of run-time compared to the baseline solution. The data was validated through an Analysis of variance (ANOVA)-test and the distributions are significantly (α = 5%) different from each other. The designed artifact is however not better than the baseline solution on all analysed metrics. The designed algorithm is volatile in-terms of time-needed and accuracy, but resource efficient. The poor accuracy is a significant factor into the probability that the worst-case performance would occur resulting in a slow and unreliable solution. Nevertheless, in terms of scalability, the designed artifact is showing less severe growth-rate than that of the baseline. / Framtiden för nätverk ligger i utvecklingen av tillförlitliga nätverk med låg latenstid. Denna utveckling ställer ökade krav på förekomsten av så kallade kantnoder. För att en nätoperatör ska kunna tillhandahålla en kantnodsresurs med låg latenstid måste det fysiska avståndet från antenn till användare vara litet. Detta kräver i sin tur att nätoperatören bör ha stor täckning av sina fysiska antenner. Ett alternativ till detta är att nätoperatörer delar sina resurser inom en så kallad Operatörsplatform för att minska kostnaderna för utökning av sin fysiska antennärvaro. I det här projektet användes Design Science Research för att utforma en produkt vid namn Master Thesis Orchestrator (MTO) för att lösa problemet med att hitta och leverera kantnodresurser mellan operatörer. En abstrakt modell av ett realistiskt scenario skapades. Denna modell användes för att utvärdera designens prestanda i förhållande till en baslinjelösning. MTO är en decentraliserad algoritm som använder sig av en delad minnescache. Designen har också en slumpmässig komponent som används för att styra åtkomstsfrekvensen till det delade minnet. Dessa designval gjordes för att förbättra skalbarhetsprestandan. En simulering av algoritmen och baslinjelösningen genomfördes med hjälp av en testbädd som implementerades med Kubernetes/minikube. Genom att testa prestandan på olika ingångsstorlekar (antal kantnoder) samlades följande mätetal in: framgångkvot (noggrannhet), körtid och mängden överförd data. Resultaten visade att MTO gav en genomsnittlig noggrannhet på 36% (baslinje=96,8%) gällande lyckade/felaktiga matchningar. Prestandan när det gäller körtid och överförda data varierade beroende på resultatet av matchningar. MTO:s sämsta prestanda uppstår vid misslyckade matchningar, vilket leder till ett resultat som liknar baslinjelösningens genomsnittliga prestanda. MTO:s bästa prestanda visade förbättringar av körtiden jämfört med baslinjelösningen. Testerna validerades genom ett ANOVA-test och algoritmerna skiljer sig signifikant (α = 5%) från varandra. Den utformade produkten är dock inte bättre än den baslinjelösningen för alla analyserade mätvärden. Den utformade algoritmen är volatil när det gäller tidsåtgång och noggrannhet, men resurseffektiv. Den dåliga noggrannheten är en betydande faktor för sannolikheten att den värsta möjliga prestandan skulle inträffa, vilket leder till en långsam och opålitlig lösning. När det gäller skalbarhet uppvisar den utformade produkten dock en mindre allvarlig tillväxttakt än baslinjelösningen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-321946 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Olander Ålund, Simon |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:806 |
Page generated in 0.0021 seconds