Análise da utilização de tecnologias de contêineres para aplicações de alto desempenho

Abstract

A utilização de técnicas de virtualização baseadas em contêineres tem se tornado uma prática extremamente popular no desenvolvimento e execução de aplicações. Tecnologias de contêineres relativamente novas, como Docker, já são onipresentes em provedores de computação em nuvem e datacenters de grandes empresas. Fatores como a abstração do ambiente de execução, isolamento de aplicações em contextos predefinidos e o baixo impacto no desempenho geral contribuem para a adoção de contêineres como plataforma de execução. No contexto de computação de alto desempenho, a virtualização através de contêineres traz benefícios adicionais, como a melhoria na reprodutibilidade de experimentos e a possibilidade de um usuário não root configurar o ambiente de execução que será reproduzido em um cluster. Com base nisso, este trabalho tem por objetivo apresentar uma comparação e análise da viabilidade da utilização de duas tecnologias de contêineres diferentes - Docker e Singularity - em ambientes de computação paralela e distribuída. Além de critérios objetivos, relacionados ao desempenho dessas tecnologias, o trabalho apresenta também uma análise subjetiva, que envolve questões como facilidade de uso, implicações de segurança e modelo de virtualização empregado por cada tecnologia.

The utilization of virtualization techniques based on containers has become an extremely popular habit in application development and execution. Container technologies that are relatively new, such as Docker, are already ubiquitous in cloud computing providers and big companies’ datacenters. Factors such as the abstraction of the execution environment, isolation of application into predefined contexts and the low impact in overall performance contribute for the adoption of containers as a platform of execution. In the context of high performance computing, virtualization through containers brings additional benefits, such as improved reproducibility of experiments and the possibility of a non root user to configure the execution environment that will be reproduced in a cluster. On these grounds, this work’s objective is to present a comparison and viability analysis of the utilization of two different container technologies - Docker and Singularity - in parallel and distributed computing environments. Apart from objective criteria, related to the performance of these technologies, the work also presents a subjective analysis, covering aspects such as ease of use, security implications and virtualization model applied by each technology.