On the use of embedded devices for heterogeneous cloud infrastructure

Abstract

Regardless of the type of user, be it a computer professional or smart-phone user, working in a small bank or at a high tech IT company, everyone is (knowingly or not) using cloud-computing. In fact, the cloud-computing model provides various advantages over traditional computing in terms of service availability, scalability, processing and administration. Further, the cloud-computing framework relies on the principle of sharing resources and underlying hardware architectures through the virtualization of various components using software abstractions. Increasing popularity of ARM-based boards with multi-core processors, along with commodity hardware components with cost-effective power consumption, yet with smaller and compact design, has exposed a wide range of opportunities to positively impact computing infrastructure design such as redefining building blocks for multiple computing paradigms such as parallel computing, virtual computing, cloud computing, high performance computing, and real-time computing. With widespread availability of such hardware it is possible for the common user to now build a specialized hardware solution to meet requirements on application performance, cost or power consumption. This thesis is undertaken to study and evaluate the use of virtualization to enable the integration of ARM-based embedded boards into cloud computing infrastructure. In particular, this work will focus on the understanding of how effective is virtualization on embedded boards and how this idea could be further nurtured to develop a whole cloud based service that provides for example virtual machines (VMs) on demand. We will discuss various techniques for setting up VMs using open source and publicly available software and tools on ARM-based boards. Our goal is to provide a system that is capable of running common desktop operating systems in current standard architectures, such as MS Windows and Ubuntu Linux on x86 as well as to have the capability of supporting native ARM-based operating systems taking advantage of the full virtualization support using KVM/QEMU on this platform.

Independientemente del tipo de usuario, ya sea un profesional de la computadora o un usuario de teléfonos inteligentes, trabajando en un banco o en una empresa de alta tecnología, todo el mundo está usando (a sabiendas o no) tecnología de computación en la nube (cloud computing en ingles). De hecho, el modelo de computación en la nube. Ofrece varias ventajas sobre la información tradicional en los términos de disponibilidad de Servicios, escalabilidad, procesamiento y administración de recursos. Además, el marco de computación en la nube se basa en el principio de compartir recursos y arquitecturas de hardware subyacentes a través de la virtualización de varios componentes utilizando abstracciones de software. La creciente popularidad del hardware se basa en ARM con procesadores multi-núcleo (multinúcleo en inglés), junto con los componentes de hardware de los productos básicos con un consumo de energía rentable, pero con un diseño no más pequeño y compacto, él está expuesto una amplia gama de oportunidades para impactar positivamente el diseño de la infraestructura computacional para los múltiples paradigmas de computación en computación paralela, computación virtual, computación en la nube, computación en alto rendimiento y computación en tiempo real. Con la disponibilidad generalizada de este tipo de hardware. es posible para el usuario construir soluciones de hardware especificaciones que cumplan con los requisitos de rendimiento de la aplicación, el costo o el consumo de energía. Esta tesis se lleva a cabo para estudiar y evaluar el uso de la virtualización para Permitir la integración de hardware basado en la arquitectura ARM en la infraestructura de computación en la nube. En particular, este trabajo se centra en la comprensión. de la eficacia de la virtualización en los sistemas basados ​​en ARM y como esta idea podría Fomentar para desarrollar un servicio basado en la nube. máquinas virtuales (VM) a petición. Discutiremos varias técnicas técnicas para configurar máquinas virtuales. Utilizar software libre como software y herramientas disponibles públicamente en sistemas basados ​​en ARM. Nuestro objetivo es proporcionar una plataforma que sea capaz de ejecutar sistemas operativos comunes en arquitecturas actuales, como MS Windows y Ubuntu Linux en x86, así como tener la capacidad de ejecutar sistemas operativos basados en ARM nativos aprovechando en pleno la disponibilidad de soporte a nivel del kernel Como KVM / QEMU en esta plataforma.