8093

كاهش شروع سرد در رايانش بدون سرويس‌دهنده با بهبود الگوريتم زمان‌بندي و مديريت منابع

كارشناسي

مهندسي كامپيوتر

1401

دكتر مهرداد آشتياني

1401/08/05

كامپيوتر

Mitigating cold start in serverless computing by managing resources and improving scheduling algorithm

رايانش بدون سرويسدهنده، يك روش تامين منابع موردنياز براي نيازهاي پردازشي است. بر خلاف آنچه از اسم اين روش برميآيد، در اين روش از سرويسدهنده استفاده ميشود، اما اصطلاح بدون سرويسدهنده به اين دليل به اين نوع پردازش داده ميشود كه هزينهي استفاده از آن با توجه به ميزان استفاده واقعي از سرويسدهنده محاسبه ميشود و يك مقدار مشخص براي يك بازه زماني نيست. از مزاياي اين روش ميتوان 1 به كاهش هزينه و مقياسپذيري آسان اشاره كرد و ارائه اين مزايا بايد بدون افت كيفيت و سرعت سكو باشد. هنگامي كه درخواستهاي متنوع و زيادي به يك سكو بدون سرويسدهنده ميرسد، اين سكو كانتينرهاي جديد زيادي را ايجاد ميكند و محيطهاي عملكردي را فعال ميكند كه اصطلاحاً به اين راهاندازي شروع 2 سرد ميگوييم. اين راهاندازي ميتواند تأخير قابل توجهي در پاسخدهي به درخواستها ايجادكند و باعث تمام 43 شدن زمان يك درخواست شود كه اين موضوع منجر به شكست درخواست ميشود. براي كاهش شروع سرد دو رويكرد مد نظر است. در رويكرد اول هدف به حداقل رساندن مدت زمان تاخير شروع سرد، و در رويكرد دوم هدف به حداقل رساندن فركانس رخداد شروع سرد است. تا كنون روشهاي مختلفي از جمله «گرم نگهداشتن كانتينر بعد از اجرا» و « فراخواني دورهاي توابع» ارائه شدهاند كه مورد اول با تمركز بر رويكرد اول و مورد دوم با تمركز بر رويكرد دوم، سعي در كاهش شروع سرد در رايانش بدون سرويسدهنده داشتهاند. در اين پژوهش روشي مناسب براي مديريت منابع و كاهش شروع سرد در رايانش بدون سرويسدهنده با بهبود الگوريتم زمانبندي ارائه شدهاست. روش ارائهشده در زمان ورود درخواست منابعي از سكو كه در حال ميزباني از يك تابع درحال اجرا هستند را بررسي ميكند. پس از بررسي اين منابع، منبعي كه بالاترين تشابه با درخواست ورودي را دارد انتخاب ميشود و در مرحله بعد زمان انتظار براي آن منبع محاسبه ميشود. اگر زمان انتظار كمتر از زمان لازم براي اختصاص يك منبع جديد و متحمل شدن شروع سرد باشد، سكو تصميم ميگيرد كه درخواست منتظر منبع مشابه بماند و پس از اتمام كار تابع قبلي از اين منبع براي پاسخدهي به درخواست استفاده كند. به منظور پيادهسازي و بررسي عملكرد اين روش، يك موتور شبيهسازي توسعه داده شدهاست. همچنين دو آزمايش براي بررسي كارايي اين روش طراحيشدهاند. نتايج بهدستامده از اين دو آزمايش حاكي از آن است كه اين روش زمان پاسخ را در شرايط عادي تا 10 درصد و در شرايط شلوغي درخواستهاي ورودي، تا 16 درصد كاهش ميدهد. همچنين در شرايط عادي تا 13 درصد و در شرايط شلوغي درخواستهاي ورودي تا 33 درصد در مصرف منابع صرفهجويي ميكند.

شروع سرد , رايانش بدون سرويس‌دهنده , تابع به‌عنوان خدمت , زمان‌بندي