Onderzoeksvraag en methodologie
De centrale onderzoeksvraag luidt: “Hoe kunnen VM-workloads naadloos tijdens runtime worden gemigreerd naar containerized omgevingen?”
Het onderzoek beantwoordt deze vraag door de beperkingen van bestaande state-of-the-art migratietools te analyseren en een nieuwe methodologie voor te stellen om deze te overwinnen. Er is gekozen voor een kwantitatieve aanpak, waarbij metrics zoals container image-grootte, migratietijd en performance overhead zijn geanalyseerd om de effectiviteit van het voorgestelde framework te evalueren.
Onderzoeksopzet en technieken
De studie introduceert een controller-agent framework dat gebruikmaakt van eBPF (extended Berkeley Packet Filter) voor dynamische system call-tracing op de bron-VM. Hierdoor kunnen runtime dependencies van een applicatie zeer nauwkeurig worden geïdentificeerd. Dit vormt een duidelijk verschil met bestaande tools, die vaak vertrouwen op statische analyse en het volledige VM-filesysteem migreren. Het framework is ontworpen om compatibel te zijn met alle Debian-gebaseerde Linux-systemen en is geëvalueerd met verschillende populaire applicaties, waaronder NGINX, MariaDB en Redis. De performance van het framework is vergeleken met industriële tools zoals AWS App2Container en Google Migrate to Containers.
Resultaten: efficiëntiewinst versus overhead-afwegingen
De resultaten tonen de tweezijdige aard van de voorgestelde migratietechniek aan. Enerzijds realiseert het framework een aanzienlijke reductie van “container bloat”, waarbij container image-groottes met 49,7% tot 92,5% zijn verkleind ten opzichte van het oorspronkelijke VM-diskgebruik. Dit leidt tot een sterke afname in artifact-generatie en image build times, met reducties van respectievelijk 56,9% tot 96,0% en 41,3% tot 96,4% vergeleken met Google Migrate to Containers.
Anderzijds introduceert het tracen en migreren van een draaiende applicatie CPU-overhead op de bron-VM. Deze overhead kan significant zijn in resource-constrained omgevingen.
Implicaties en toekomstig onderzoek
Het onderzoek onderstreept het potentieel van eBPF-gebaseerde dynamische analyse voor efficiënte VM-naar-container migratie. Het voorgestelde framework biedt een gestroomlijnder en minder opgeblazen alternatief voor bestaande industriële oplossingen en is daardoor beter geschikt voor live migratiescenario’s. Tegelijkertijd worden beperkingen erkend, zoals mogelijke performance-degradatie op de bron-VM en de noodzaak van handmatige interventie in specifieke gevallen. Toekomstig onderzoek kan zich richten op het verder reduceren van container bloat, integratie met container debloating tools en het verkennen van Unikernels om de efficiëntie verder te vergroten.
