Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes
| Ano de defesa: | 2025 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos |
| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Inglês: | |
| Área do conhecimento CNPq: | |
| Link de acesso: | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22549 |
Resumo: | The ever-evolving landscape of microservice architecture demands innovative solutions for improved performance and environment management, especially under varying request loads. While strategies developed for managing monolithic systems have been effective in the past, they may not be effective in dealing with the challenges of the microservice-based applications, which often present a high level of interdependency between services. Considering the potential benefits of knowing the relationships among microservices and understanding their behaviors, this work introduces a modular and adaptive tool that maps the microservice dependencies within systems and use the data to provide insightful information about the services’ communications patterns. The central hypothesis this study posits is that by using existing network tools, such as Cilium, it is possible to automatically map service dependencies and communication ratios in a microservices environment and use the connections information to generate dependency data that can serve as input for application management. Given its versatility and large adoption, Kubernetes is the chosen development platform, enhancing the scope and usability of the results obtained with this research. Cilium and its eBPF-based technology are used for collecting the information needed for automatically creating the envisioned microservices communication maps, and authoring applications are introduced to transform and process the collected information. The results of this research may benefit practitioners seeking to optimize the architecture of their microservice-based applications, and also contribute to the broader field of application development by emphasizing the importance of considering services dependencies and characteristics in services management. Thus, the findings shall inspire future research endeavors to explore innovative approaches in addressing the unique challenges posed by microservices architecture by utilizing the intrinsic communication information between services. |
| id |
SCAR_34224d32f0834f6f29ccc3e503842eb1 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22549 |
| network_acronym_str |
SCAR |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Silva, Alcides Mignoso eGuardia, Hélio Crestana http://lattes.cnpq.br/1780902767520967http://lattes.cnpq.br/59743538333555972025-08-07T17:56:26Z2025-05-15SILVA, Alcides Mignoso e. Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22549.https://hdl.handle.net/20.500.14289/22549The ever-evolving landscape of microservice architecture demands innovative solutions for improved performance and environment management, especially under varying request loads. While strategies developed for managing monolithic systems have been effective in the past, they may not be effective in dealing with the challenges of the microservice-based applications, which often present a high level of interdependency between services. Considering the potential benefits of knowing the relationships among microservices and understanding their behaviors, this work introduces a modular and adaptive tool that maps the microservice dependencies within systems and use the data to provide insightful information about the services’ communications patterns. The central hypothesis this study posits is that by using existing network tools, such as Cilium, it is possible to automatically map service dependencies and communication ratios in a microservices environment and use the connections information to generate dependency data that can serve as input for application management. Given its versatility and large adoption, Kubernetes is the chosen development platform, enhancing the scope and usability of the results obtained with this research. Cilium and its eBPF-based technology are used for collecting the information needed for automatically creating the envisioned microservices communication maps, and authoring applications are introduced to transform and process the collected information. The results of this research may benefit practitioners seeking to optimize the architecture of their microservice-based applications, and also contribute to the broader field of application development by emphasizing the importance of considering services dependencies and characteristics in services management. Thus, the findings shall inspire future research endeavors to explore innovative approaches in addressing the unique challenges posed by microservices architecture by utilizing the intrinsic communication information between services.O cenário em constante evolução da arquitetura de microsserviços requer soluções inovadoras para aprimorar o desempenho e o gerenciamento de ambientes, especialmente sob cargas de tráfego variáveis. Embora as estratégias desenvolvidas para o gerenciamento de sistemas monolíticos tenham sido eficazes no passado, elas podem não ser eficazes para lidar com os desafios das aplicações baseadas em microsserviços, que frequentemente apresentam um alto nível de interdependência entre serviços. Considerando os potenciais benefícios de conhecer as relações entre microsserviços e compreender seus comportamentos, este trabalho apresenta uma ferramenta modular e adaptável que mapeia as dependências de microsserviços dentro de sistemas e utiliza os dados para fornecer informações valiosas sobre os padrões de comunicação dos serviços. A hipótese central deste estudo é que, utilizando ferramentas de rede existentes, como o Cilium, é possível mapear automaticamente as dependências de serviços e as taxas de comunicação entre eles e utilizá-las para gerar dados de dependência que podem servir de entrada para o gerenciamento do ambiente. Dada sua versatilidade e ampla adoção, o Kubernetes é a plataforma de desenvolvimento escolhida, aumentando o escopo e a usabilidade dos resultados obtidos com esta pesquisa. O Cilium e sua tecnologia baseada em eBPF são utilizadas para coletar as informações necessárias para a criação automática dos mapas de comunicação de microsserviços, e aplicativos de autoria são introduzidos para transformar e processar as informações coletadas. Os resultados desta pesquisa podem beneficiar profissionais que buscam otimizar a arquitetura de seus sistemas baseados em microsserviços e também contribuir para o campo mais amplo do desenvolvimento de aplicações, enfatizando a importância de considerar dependências e características de serviços no gerenciamento de ambientes. Assim, os resultados devem inspirar pesquisas futuras para explorar abordagens inovadoras para lidar com os desafios únicos impostos pela arquitetura de microsserviços através da utilização das informações intrínsecas de comunicação entre os serviços.Não recebi financiamentoengUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMicroservices architectureService dependenciesNon-intrusive automatic mappingCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOMapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no KubernetesNon-intrusive real-time dependency mapping for microservices in Kubernetesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALtese_ufscar.pdftese_ufscar.pdfapplication/pdf3990902https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a2dd92a0-d24c-4c17-a26d-40fd204dc631/download526711aebf0b1bf2c93aa02251dbf062MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81026https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9db4f9d7-61bd-45b8-823b-7f55b10afcfa/download8b1d7be50365a944321ad7a1789f6ebfMD52falseAnonymousREADTEXTtese_ufscar.pdf.txttese_ufscar.pdf.txtExtracted texttext/plain100476https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2af98dd8-e471-42aa-b2a6-ec83ad389572/download0bcaf4db5251732c56e9439338db0671MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILtese_ufscar.pdf.jpgtese_ufscar.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5216https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e8a16377-1082-4e5b-b467-6e96050ad62a/download712ce428d6d023ee38bc7f53483386d6MD54falseAnonymousREAD20.500.14289/225492025-08-08T03:01:55.098580Zhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/Attribution 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/22549https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-08-08T03:01:55Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Non-intrusive real-time dependency mapping for microservices in Kubernetes |
| title |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| spellingShingle |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes Silva, Alcides Mignoso e Microservices architecture Service dependencies Non-intrusive automatic mapping CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO |
| title_short |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| title_full |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| title_fullStr |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| title_full_unstemmed |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| title_sort |
Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes |
| author |
Silva, Alcides Mignoso e |
| author_facet |
Silva, Alcides Mignoso e |
| author_role |
author |
| dc.contributor.authorlattes.none.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5974353833355597 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Silva, Alcides Mignoso e |
| dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Guardia, Hélio Crestana |
| dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1780902767520967 |
| contributor_str_mv |
Guardia, Hélio Crestana |
| dc.subject.eng.fl_str_mv |
Microservices architecture Service dependencies Non-intrusive automatic mapping |
| topic |
Microservices architecture Service dependencies Non-intrusive automatic mapping CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO |
| dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO |
| description |
The ever-evolving landscape of microservice architecture demands innovative solutions for improved performance and environment management, especially under varying request loads. While strategies developed for managing monolithic systems have been effective in the past, they may not be effective in dealing with the challenges of the microservice-based applications, which often present a high level of interdependency between services. Considering the potential benefits of knowing the relationships among microservices and understanding their behaviors, this work introduces a modular and adaptive tool that maps the microservice dependencies within systems and use the data to provide insightful information about the services’ communications patterns. The central hypothesis this study posits is that by using existing network tools, such as Cilium, it is possible to automatically map service dependencies and communication ratios in a microservices environment and use the connections information to generate dependency data that can serve as input for application management. Given its versatility and large adoption, Kubernetes is the chosen development platform, enhancing the scope and usability of the results obtained with this research. Cilium and its eBPF-based technology are used for collecting the information needed for automatically creating the envisioned microservices communication maps, and authoring applications are introduced to transform and process the collected information. The results of this research may benefit practitioners seeking to optimize the architecture of their microservice-based applications, and also contribute to the broader field of application development by emphasizing the importance of considering services dependencies and characteristics in services management. Thus, the findings shall inspire future research endeavors to explore innovative approaches in addressing the unique challenges posed by microservices architecture by utilizing the intrinsic communication information between services. |
| publishDate |
2025 |
| dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2025-08-07T17:56:26Z |
| dc.date.issued.fl_str_mv |
2025-05-15 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SILVA, Alcides Mignoso e. Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22549. |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://hdl.handle.net/20.500.14289/22549 |
| identifier_str_mv |
SILVA, Alcides Mignoso e. Mapeamento de dependências não intrusivo em tempo real para microsserviços no Kubernetes. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22549. |
| url |
https://hdl.handle.net/20.500.14289/22549 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
eng |
| language |
eng |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
Attribution 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
| dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC |
| dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
| instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
| instacron_str |
UFSCAR |
| institution |
UFSCAR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
| bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/a2dd92a0-d24c-4c17-a26d-40fd204dc631/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/9db4f9d7-61bd-45b8-823b-7f55b10afcfa/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/2af98dd8-e471-42aa-b2a6-ec83ad389572/download https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e8a16377-1082-4e5b-b467-6e96050ad62a/download |
| bitstream.checksum.fl_str_mv |
526711aebf0b1bf2c93aa02251dbf062 8b1d7be50365a944321ad7a1789f6ebf 0bcaf4db5251732c56e9439338db0671 712ce428d6d023ee38bc7f53483386d6 |
| bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
repositorio.sibi@ufscar.br |
| _version_ |
1851688831732940800 |