Escalonamento de Containers em Clusters Kubernetes Usando uma Abordagem de Programação Linear Inteira Mista

Grande parte dos serviços providos na Internet residem em ambientes virtualizados de provedores de ``nuvem'', cujas infraestruturas de TI adotam, em sua grande maioria, a técnica de virtualização de containers para abrigar as diversas aplicações que devem rodar de forma independente e isolada. O gerenciamento desses containers é predominantemente realizado pela solução Kubernetes, contudo, o algoritmo padrão de alocação de containers em máquinas físicas (nós), usado pelo Kubernetes, não é capaz de otimizar a relação custo/desempenho do ambiente em nuvem. Para solucionar isso, este trabalho propõe uma abordagem de programação linear inteira mista baseada no Capacitated Facility Location Problem para otimizar a distribuição de containers em nós de um cluster Kubernetes, levando em consideração o custo de instalação de um novo nó, o histórico de falhas dos nós em funcionamento e o consumo de recursos por cada aplicação rodando em um container. Os resultados experimentais mostram que a abordagem proposta é capaz de melhorar significativamente o desempenho do cluster Kubernetes em relação à estratégia convencional de escalonamento, ao mesmo tempo em que garante que as demandas dos aplicativos sejam atendidas de forma eficiente.