Međuoprema za komunikaciju porukama u okolinama računarstva na rubu

diplomski rad

• Naslov (engleski): Message-Oriented Middleware in Edge Computing Environments
• Autor: Ana Mrkonjić
• Mentor: Ivana Podnar Žarko (mentor)
• Član povjerenstva: Ivana Podnar Žarko (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Kušek (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Gordan Ježić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-09-13, Hrvatska

Sažetak

U raspodijeljenom okruženju Interneta stvari obrada podataka seli se na rub mreže, bliže izvoru podataka. Uređaji na rubu mreže, iako resursno ograničeni u odnosu na računalni oblak, donose mnoge prednosti poput smanjenog mrežnog prometa i kraćeg vremena obrade podataka s IoT-uređaja. Kao međuoprema za komunikaciju porukama u okruženju računarstva na rubu sve se češće koristi sustav Apache Kafka. U radu je razvijeno rješenje koje dodaje mogućnosti filtriranja i usmjeravanja poruka između IoT-uređaja koji objavljuju podatke i mogu se na njih pretplaćivati te samostalnih Kafkinih posrednika korištenjem prilagođenih agentskih aplikacija na svakom posredniku. Aplikacije služe kao posrednici u komunikaciji između Kafkinih posrednika i imaju ulogu i potrošača i proizvođača u sustavu. Provedena su također mjerenja korištenih resursa razvijenog sustava za razliku od klasičnog sustava koji nema logiku filtriranja podataka. Rezultati su pokazali kako je dodavanje agentskih aplikacija dodalo zanemarivu potrošnju resursa u usporedbi sa značajno većim zahtjevima u slučaju korištenja grozda bez logike filtriranja. Predloženo rješenje značajno je smanjilo mrežni promet i iskorištenost procesora na Kafkinim posrednicima, što se najviše primjećuje pri velikom opterećenju porukama.

Sažetak (engleski)

In a distributed environment of Internet of Things, message processing and storage are moving closer to the data source, at the "edge". Edge computing devices, though resource-constrained compared to the cloud, offer several advantages such as reduced network traffic and decreased IoT data processing time. Apache Kafka, as a message-oriented middleware in edge computing environments, is being increasingly used. This thesis presents a solution that demonstrates message filtering and routing capabilities between IoT devices, which publish and subscribe to data, and standalone Kafka brokers, using custom agent applications on each broker. These applications act as middleware facilitating communication between brokers, while functioning as both Kafka consumers and producers. Measurements were conducted to investigate resource usage on the developed system and compare it to a conventional Kafka system that is lacking data filtering logic. The results show that adding agent applications caused minimal resource consumption compared to the significantly higher demands of using a cluster without filtering logic. The proposed solution notably reduced network traffic and CPU usage on Kafka brokers, especially under heavy message loads.

• Ključne riječi: međuoprema za komunikaciju porukama; računarstvo na rubu; Internet stvari; Apache Kafka
• Ključne riječi (engleski): message-oriented middleware; edge computing; Internet of Things; Apache Kafka
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:562194
• Studijski program: Naziv: Računarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka računarstva (mag.ing.comp.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2025-03-11 14:34:30