Дослідження ефективності віртуалізаційних рішень для розгортання цифрових двійників у системах з обмеженими ресурсами - Свєтлінський, Олег; Ревенчук, Ілона (СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ТЕХНОЛОГІЙ В ПРОМИСЛОВОСТІ, 2025)
Предметом дослідження є засоби та підходи до віртуалізації в середовищах з обмеженими ресурсами, зокрема на одноплатних комп’ютерах, а також їх здатність забезпечувати якісну роботу цифрових двійників. Мета статті – оцінити ефективність віртуалізації для розгортання цифрових двійників на одноплатних комп’ютерах і розробити рекомендації щодо впровадження віртуалізації в середовищах з обмеженими обчислювальними ресурсами. У статті визначено такі завдання: аналіз сучасних апаратних рішень одноплатних комп’ютерів і наявних технологій віртуалізації; побудова експериментального середовища для практичного порівняння технологій віртуалізації на одноплатних комп’ютерах; реалізація прикладного навантаження, що імітує роботу цифрового двійника з реальними сенсорними показниками; дослідження ефективності мережної взаємодії між віртуальними середовищами та хост-системою; порівняння результатів за ключовими метриками. Упроваджено такі методи: технології віртуалізації Docker, QEMU, Firecracker; мережний моніторинг. Досягнуті результати: проведено порівняльний експеримент з використанням Docker, QEMU та Firecracker на базі Raspberry Pi 4; проаналізовано літературу та доступну документацію з окресленого питання; реалізовано базовий прототип цифрового двійника з під’єднанням фізичних сенсорних пристроїв, що збирають телеметричні показники в реальному часі; забезпечено поетапне автоматичне розгортання віртуальних середовищ із попередньо налаштованими компонентами для швидкого масштабування експерименту; проведено вимірювання мережних затримок, часу оброблення повідомлень та використання ресурсів платформи; визначено переваги та недоліки технологій віртуалізації в умовах обмежених обчислювальних ресурсів; оцінено практичну доцільність застосування кожного типу віртуалізації в умовах обмежених обчислювальних ресурсів. Висновки: Docker забезпечує найпростіше розгортання та найбільшу ефективність, але має меншу ізоляцію, якщо порівнювати з QEMU та Firecracker; Firecracker демонструє оптимальний баланс між продуктивністю, безпекою та споживанням ресурсів на одноплатних комп’ютерах; QEMU має найбільші накладні витрати, а тому й найменшу ефективність; використання легковагових гіпервізорів є доцільним у системах цифрових двійників на периферійних пристроях.