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Tipo: TCC
Título: Análise de Desempenho entre Docker e KVM: Um Estudo de Caso em Microsserviços Web sob Restrição de Recursos
Autor(es): Dutra, Italo Fernando Silva
Orientador: Martins, Pitágoras Graça
Palavras-chave em português: Docker;KVM;virtualização;contêineres;microsserviços;desempenho;latência;throughput
Palavras-chave em inglês: Docker;KVM;virtualization;containers;microservices;performance;latency;throughput
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO::ENGENHARIA DE SOFTWARE
Data do documento: 2026
Citação: DUTRA, Italo Fernando Silva. Análise de Desempenho entre Docker e KVM: um estudo de Caso em microsserviços web sob restrição de recursos. 2026. Monografia (Graduação em Engenharia de Software) - Campus de Russas, Universidade Federal do Ceará, Russas, 2026.
Resumo: Este trabalho apresenta uma análise comparativa de desempenho entre a tecnologia de contêineres Docker e a virtualização baseada em hipervisor KVM, com foco na execução de microsserviços web sob restrição de recursos de 1 vCPU e 1 GB de memória RAM. A motivação do estudo está relacionada à relevância de ambientes de VPS de baixo custo e de edge computing, nos quais o overhead imposto pela camada de virtualização pode afetar diretamente a capacidade de atendimento da aplicação. Para isso, foi desenvolvida uma API RESTful em Node.js v22.22.2 com Express.js, implementada especificamente para este estudo, expondo endpoints dedicados ao exercício de diferentes recursos computacionais. A aplicação foi submetida a quatro cenários experimentais: baseline e cold start, estresse de rede, saturação de CPU e pressão de memória, utilizando a ferramenta Grafana k6 como gerador de carga. Cada cenário foi executado com 15 repetições independentes por configuração avaliada, permitindo a análise de métricas como latência, throughput, utilização de CPU, consumo de memória e tempo de inicialização. Os resultados demonstram que o Docker apresenta vantagem expressiva no cold start, sendo 5,2 vezes mais rápido que o KVM. Em condições de carga moderada, as duas tecnologias apresentaram desempenho semelhante em latência e throughput. Sob cargas mais intensas, o KVM demonstrou melhor comportamento em latência de cauda, throughput sob saturação de CPU e desempenho sob pressão de memória, embora este último cenário deva ser interpretado considerando a configuração experimental adotada. Os achados indicam que o overhead histórico do KVM foi reduzido em ambientes modernos, tornando-o competitivo para cargas transacionais estáveis, enquanto o Docker permanece superior em cenários que exigem inicialização rápida e maior densidade de instâncias.
Abstract: This work presents a comparative performance analysis between Docker container technology and KVM hypervisor-based virtualization, focusing on the execution of web microservices under hardware resource constraints of 1 vCPU and 1 GB of RAM. The study is motivated by the relevance of low-cost VPS environments and edge computing scenarios, in which the overhead imposed by the virtualization layer can directly affect the application service capacity. For this purpose, a RESTful API was developed in Node.js v22.22.2 with Express.js, specifically implemented for this study and exposing dedicated endpoints designed to stress different computational resources. The application was submitted to four experimental scenarios: baseline and cold start, network stress, CPU saturation, and memory pressure, using Grafana k6 as the load testing tool. Each scenario was executed with 15 independent repetitions per evaluated configuration, allowing the analysis of metrics such as latency, throughput, CPU utilization, memory consumption, and startup time. The results show that Docker presents a significant advantage in cold start, being 5.2 times faster than KVM. Under moderate load, both technologies presented similar performance in latency and throughput. Under more intensive workloads, KVM demonstrated better behavior in tail latency, throughput under CPU saturation, and performance under memory pressure, although the latter scenario must be interpreted considering the experimental configuration adopted. The findings indicate that the historical overhead of KVM has been reduced in modern environments, making it competitive for stable transactional workloads, while Docker remains superior in scenarios requiring fast startup and higher instance density.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/87342
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/7284377582110694
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA DE SOFTWARE - RUSSAS - Monografias

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