شماره ركورد
28820
پديد آورنده
مبينا كاشانيان
عنوان
ارائه يك رويكرد مقياسپذيري خودكار منابع در محيطهاي بدون سرويسدهنده
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
كامپيوتر
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
28/06/1402
استاد راهنما
مهرداد آشتياني
استاد مشاور
رضا انتظاري ملكي
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
چكيده
مديريت صحيح منابع محاسباتي همواره يكي از دغدغههاي كاربران هنگام استفاده از محيطهاي محاسباتي بودهاست چرا كه عدم وجود منابع كافي در يك سامانه ميتواند پيوستگي اجراي برنامه را مختل كند. يك سامانه مقياسپذير خودكار ميتواند با توجه به تاريخچهي عملكرد سامانه، منابع سختافزاري را مديريت كند؛ همچنين در زمان مناسب براي جلوگيري از اختلال درروند اجراي برنامه با وفق دادن سامانه با محيط عملياتي جديد منابع را بهصورت خودكار، بدون دخالت انسان و بر اساس معيارهاي مختلف تنظيمشده افزايش يا كاهش دهد. در فضاي محاسبات بدون سرويسدهنده كه يكي از جديدترين فضاهاي محاسباتي است ميتوان يك سرويس مقياسپذير خودكار را ارائه نمود بهنحويكه تحت شرايط مختلف پويا باشد و مقياس و اندازه منابع خود را در هرزماني تغيير دهد. براي دستيابي به چنين سامانهاي كه داراي مقياسپذيري خودكار است، طرح تخصيص منابع بايد خودآگاه، سازگار و قابلاعتماد در برابر تغييرات در حجم كار باشد. تاكنون راهحلهاي مختلفي، ازجمله استفاده از روشهاي مبتني بر نظريه صف، روشهاي آماري و يادگيري ماشين براي ايجاد يك سامانه هوشمند مقياسپذيري معرفي و مطرحشدهاست كه هر يك از جنبههاي مختلفي اين موضوع را مورد بررسي قرار دادهاند. در اين نوشته، ابتدا راهكارهاي معرفيشده براي دستيابي به يك سامانه مقياسپذير خودكار در محيطهاي بدون سرويسدهنده را بررسي ميكنيم، سپس بر اساس خلاهاي پژوهشي و نقاط ضعف و قوت كارهاي انجامشده، يك روش مقياسپذير خودكار در محيطهاي بدون سرويسدهنده را معرفي ميكنيم. در اين پژوهش، با شناخت ويژگي منحصر به فرد محيطهاي بدون سرويسدهنده كه فعاليتي براساس توابع دارند، ابتدا توابع را با نظريه گراف مدلسازي كرده و با تحليل وابستگيهاي توابع و پيداكردن مهمترين گلوگاه در گراف، دو رويكرد با نظارت و بدون نظارت و چندين روش يادگيري ماشين را براي پيشبيني مقياسپذيري منابع گلوگاه درنظر ميگيريم و براي اطمينان بيشتر به تصميم مقياسپذيري، خطاي پيشبيني مدلها توسط سازوكار اجماعنظر ارائهشده مقايسه ميگردد و نتيجهي بهترين مدل به عنوان تصميم نهايي مقياسپذيري درنظرگرفته ميشود كه به نوعي ميان نتايج حاصلشده از روشها سازگاري ايجاد كند. در بخش ارزيابي اين پژوهش، خطاي پيشبيني براي هر روش گزارش شدهاست كه نشان ميدهند رويكردهاي با نظارت در مقايسه با رويكردهاي بدون نظارت در مسئله مقياسپذيري خودكار بهتر عمل ميكنند و همچنين مدلهاي پيادهسازي شده در اين پژوهش، ميتوانند تا دقت 93% به بهبود نتيجهي مقياسپذيري كمك كنند همچنين روش پيشنهادشده براي پيشبيني مقياسپذيري نسبت به كارهاي پيشين انجامشده بهبود 5.2 درصدي داشته است.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/07/17
عنوان به انگليسي
A Proactive Auto-Scaling Approach in Serverless Environments
تاريخ بهره برداري
9/19/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مبينا كاشانيان
چكيده به لاتين
Proper management of computing resources has always been one of the concerns of users when using computing environments, because the lack of sufficient resources in a system can disrupt the continuity of program execution. An auto-scaling system can manage hardware resources according to system performance history; Also, at the right time to prevent disruption in the program implementation process by adapting the system to the new operating environment, increase or decrease resources automatically, without human intervention and based on various set criteria. In the space of serverless computing, which is one of the newest computing spaces, an automatic scalable service can be provided so that it is dynamic under different conditions and changes the scale and size of its resources at any time. To achieve such a system that has automatic scaling, the resource allocation scheme must be self-aware, adaptive and reliable against changes in workload. So far, various solutions, including the use of methods based on queuing theory, statistical methods, and machine learning to create a scalable intelligent system have been introduced and proposed, each of which has examined different aspects of this issue. In this article, we first review the solutions introduced to achieve an automatic scalable system in serverless environments, then based on the research gaps and the strengths and weaknesses of the work done, we introduce an automatic scalable method in serverless environments. In this research, by recognizing the unique feature of serverless environments that have an activity based on functions, first the functions are modeled with graph theory and by analyzing the dependencies of the functions and finding the most important bottleneck in the graph, two approaches with supervision and without supervision and several learning methods, We designed a system to predict the scalability of the bottleneck resources and for more confidence in the scaling decision, the prediction error of the models is compared by the provided consensus mechanism and the result of the best model is considered as the final scaling decision that somehow creates consistency between the results obtained from the methods. In the evaluation section of this research, the prediction error is reported for each method, which shows that supervised approaches perform better than unsupervised approaches in the automatic scaling problem, and also the models implemented in this research can improve the scaling result up to 93% accuracy. Also, the proposed method for predicting scalability has improved by 2.5% compared to previous works.
كليدواژه هاي فارسي
مقياس پذيري خودكار , محيط بدون سرويس دهنده
كليدواژه هاي لاتين
autoscaling , serverless environments
Author
Mobina Kashaniyan
SuperVisor
Mehrdad Ashtiani