Ohjelmistokonttien hyödyntäminen pilvipohjaisen mobiiliverkon sovelluksissa

Mobile service providers and manufacturers have moved towards virtualized network functions, because the amount of mobile data traffic has increased a lot during the past few years. Virtual machines offer high flexibility and easier management. They also enable flexible scaling, which makes it easier to respond to the varying traffic patterns during the day. However, the traditional virtual machines contain overhead and have reduced performance in most of the operations. One high performing alternative to a virtual machine is a Linux container. Linux containers do not contain additional operating system or any unnecessary services. Containers are isolated user spaces which share host computer's kernel. This makes processes inside them perform almost as well as if they would be running directly on host. Also, the startup time of containers is extremely fast compared to virtual machines. This thesis studies, if Linux containers are suitable for telco applications. The research is conducted via proof-of-concept where parts of an existing telco application are moved to containers. First, the container technology and related tools are discussed. Benefits and requirements of the Linux containers are then studied based on the proof-of-concept. In this thesis, it was found out that containers are suitable for running small parts of the application. For example, the software update and scaling are a much more efficient processes with containers than with virtual machines. However, the isolation is weaker in containers than in virtual machines, and at the moment they are not suitable for applications or environments where strict isolation is a necessity.Mobiilidatan määrä on kasvanut voimakkaasti muutaman viime vuoden aikana. Tämän johdosta mobiiliverkon palveluntarjoajat ja laitevalmistajat ovat alkaneet virtualisoimaan mobiiliverkon laitteita. Virtualisointi tarjoaa joustavuutta ja helpottaa laitteiden hallintaa. Virtualisoinnin avulla mobiiliverkon laitteita voidaan skaalata verkon liikennemäärien mukaan. Virtuaalikoneet sisältävät ohjelmien suorituksen kannalta epäolennaisia palveluita ja niiden suorituskyky on usein heikompi verrattuna tavallisiin tietokoneisiin. Linux-kontit tarjoavat kevyemmän ja suorituskyvyltään tehokkaamman vaihtoehdon virtuaalikoneille. Ne eivät sisällä ylimääräistä käyttöjärjestelmää tai ylimääräisiä palveluita. Kontit ovat eristettyjä alueita käyttöjärjestelmän sisällä ja ne myös jakavat käyttöjärjestelmän ytimen. Tämän ansiosta prosessien suorituskyky kontin sisällä on lähes identtinen kuin ilman kontteja. Konttien käynnistymisaika on myös huomattavasti lyhyempi kuin virtuaalikoneiden. Tässä diplomityössä tutkitaan, soveltuvatko Linux-kontit mobiiliverkon sovellusten suorittamiseen. Tutkimus suoritetaan käytännön esimerkin avulla, jossa erään mobiiliverkon sovelluksen osia suoritetaan konteissa. Aluksi tutkitaan Linux-kontteja, niiden teknologista taustaa sekä niihin liittyviä työkaluja. Tämän jälkeen konttien hyötyjä ja niiden vaatimuksia tutkitaan edellä mainitun käytännön esimerkin avulla. Tässä työssä saatiin selville, että kontit soveltuvat pienien sovelluksen osien suorittamiseen. Esimerkiksi sovelluksen päivitys ja skaalaus on tehokkaampaa kontteja käytettäessä. Konttien eristys on kuitenkin heikompaa kuin virtuaalikoneiden ja tällä hetkellä ne eivät sovellu sovelluksille tai ympäristöihin, joissa vaaditaan vahvaa eristystä