Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Lightweight LSTM-Based Adaptive Kafka Tuning for Predictive IoT Data Streams

Tutkimustuotos: Artikkeli kirjassa/raportissa/konferenssijulkaisussaKonferenssiartikkeliTieteellinenvertaisarvioitu

Abstrakti

The Internet of Things (IoT) is a fundamental element of the computing continuum, characterized by data streams that exhibit predictable patterns primarily driven by sensor configurations and deployment strategies. On the other hand, Apache Kafka, renowned for its high-throughput and fault-tolerant data streaming capabilities, is well-suited for managing IoT data streams. However, static Kafka configurations often result in inefficiencies such as suboptimal batching, increased consumer lag, and underutilization of system resources. To address these challenges, we propose a dynamic reconfiguration approach that leverages short-term historical data to forecast message rates and adjust Kafka parameters in real time using a lightweight Long Short-Term Memory (LSTM) model. This adaptive approach optimizes the configuration of Kafka producers and consumers for IoT environments, achieving a prediction accuracy of 91.42% with minimal computational overhead. Experimental evaluations demonstrate substantial improvements in consumer lag reduction, throughput stability, and CPU utilization across heterogeneous IoT workloads, with the system requiring only brief observation periods to effectively tune performance.
Alkuperäiskielienglanti
Otsikko2025 IEEE International Conference on Quantum Software (QSW)
ToimittajatRN Chang, CK Chang, J Yang, N Atukorala, D Chen, S Helal, Q He, T Kosar, C Ardagna, S Feld, E DiNitto, M Wimmer
Sivumäärä6
KustantajaIEEE
Julkaisupäivä29 elok. 2025
Sivut257 - 262
ISBN (painettu)979-8-3315-6721-7
ISBN (elektroninen)979-8-3315-6720-0
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 29 elok. 2025
OKM-julkaisutyyppiA4 Artikkeli konferenssijulkaisuussa
TapahtumaIEEE International Conference on Quantum Software - Helsinki, Suomi
Kesto: 7 heinäk. 202512 heinäk. 2025
Konferenssinumero: 4

Tieteenalat

  • 213 Sähkö-, automaatio- ja tietoliikennetekniikka, elektroniikka

Siteeraa tätä