Original title: Integrace cloud výpočetních služeb do systému k-Dispatch
Translated title: Integration of Cloud Computational Services into k-Dispatch
Authors: Feiler, Marcel ; Jaroš, Jiří (referee) ; Jaroš, Marta (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2026
Language: slo
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [slo] [eng]
Táto bakalárska práca sa zaoberá rozšírením systému k-Dispatch o podporu cloudovej infraštruktúry Microsoft Azure. Systém k-Dispatch je platforma pre správu biomedicínskych ultrazvukových workflowov, vyvinutá výskumnou skupinou SC@FIT na Vysokom učení technickom v Brne, ktorá je komerčne nasadená ako súčasť nástroja k-Plan spoločnosti BrainBox, Ltd. V súčasnosti systém podporuje vykonávanie simulácií na on-premise HPC klastroch IT4Innovations Karolina a Barbora, čím je dostupnosť výpočetných zdrojov geograficky aj kapacitne obmedzená. Práca analyzuje dostupné cloudové služby platformy Microsoft Azure z hľadiska ich vhodnosti pre integráciu s existujúcou architektúrou systému k-Dispatch a identifikuje službu Azure CycleCloud ako optimálne riešenie pre nasadenie HPC klastra v cloude. Na základe tejto analýzy je navrhnutý a implementovaný komunikačný modul prepájajúci k-Dispatch s cloudovou infraštruktúrou prostredníctvom rovnakého abstraktného rozhrania, aké využívajú existujúce backendy IT4Innovations. Súčasťou riešenia je aj desktopová administrátorská aplikácia k-CloudManager pre poskytnutie a správu Azure infraštruktúry, automatizujúca nasadenie virtuálnych strojov, vytváranie Slurm klastrov a prípravu softvérového prostredia vrátane MATLAB Runtime. Funkčnosť riešenia je overená integráciou reálneho neurostimulačného workflowu pozostávajúceho zo siedmich úloh využívajúcich k-Wave simulátor. Výsledkom práce je rozšírenie podporovaných výpočetných backendov systému k-Dispatch z výlučne on-premise klastrov o elastickú cloudovú infraštruktúru, čo zvyšuje geografickú dostupnosť a kapacitnú flexibilitu pre klinických používateľov. This bachelor's thesis deals with extending the k-Dispatch system with support for Microsoft Azure cloud infrastructure. k-Dispatch is a workflow management system for biomedical ultrasound simulations developed by the SC@FIT research group at Brno University of Technology. It is commercially deployed as part of the k-Plan tool by BrainBox, Ltd. Currently, the system supports simulation execution on the on-premise HPC clusters Karolina and Barbora at IT4Innovations, which limits both the geographic availability and the capacity of computational resources. The thesis analyses available Microsoft Azure cloud services with respect to their suitability for integration with the existing k-Dispatch architecture and identifies Azure CycleCloud as the optimal solution for cloud-based HPC cluster deployment. Based on this analysis, a communication module connecting k-Dispatch with the cloud infrastructure is designed and implemented through the same abstract interface used by the existing IT4Innovations backends. The solution further includes a desktop administration application called k-CloudManager for provisioning and management of Azure infrastructure, automating the deployment of virtual machines, the creation of Slurm clusters, and the preparation of the software environment including MATLAB Runtime. The functionality is validated through the integration of a real neurostimulation workflow consisting of seven tasks using the k-Wave simulator. The result is an extension of supported computational backends of the k-Dispatch system from exclusively on-premise clusters to elastic cloud infrastructure, which increases geographic accessibility and capacity flexibility for clinical users.
Keywords: Azure CycleCloud; biomedical simulations; cloud computing; elastic resource allocation; high-performance computing; HPC-as-a-Service; k-Dispatch; k-Wave; Microsoft Azure; multi-cloud; remote machine; Slurm; ultrasound; workflow management system

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/258156

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-775738


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses