• شماره ركورد
    31977
  • پديد آورنده

    عليرضا افرا

  • عنوان
    ارائه رويكرد زمان‌بندي آگاه از بسته مبتني بر يادگيري تقويتي عميق در محيط‌هاي بدون سرويس‌دهنده لبه
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي كامپيوتر- نرم‌افزار
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1403/9/3
  • استاد راهنما
    مهرداد آشتياني
  • استاد مشاور
    مهرداد آشتياني
  • دانشكده
    دانشكده مهندسي كامپيوتر
  • چكيده
    محاسبات بدون سرويس‌دهنده در سال‌هاي اخير، توجه بسياري از ارائه‌دهندگان خدمات ابري و توسعه‌دهندگان نرم‌افزار را به خود جلب كرده است. اين مدل كه به عنوان تابع به عنوان سرويس (FaaS) نيز شناخته مي‌شود، به توسعه‌دهندگان اين امكان را مي‌دهد تا بدون نياز به مديريت زيرساخت‌هاي پيچيده، توابع خود را در محيط‌هاي ابري اجرا كنند. در اين مدل، مديريت منابع محاسباتي به طور كامل به عهده ارائه‌دهنده خدمات است. از طرفي، ارائه‌دهندگان خدمات ابري نيز به شدت به دنبال بهينه‌سازي استفاده از منابع خود براي كاهش هزينه‌ها و افزايش بهره‌وري هستند. با اين حال، زمان‌بندي صحيح توابع براي منابع محاسباتي، چالشي مهم در اين حوزه است. الگوريتم‌هاي زمان‌بندي موجود بيشتر بر تعادل بار ميان منابع تمركز دارند و معمولاً از تكنيك‌هاي ساده و پيش‌فرض استفاده مي‌كنند. اين الگوريتم‌ها قادر به پاسخگويي به نيازهاي پوياي محيط‌هاي بدون سرويس‌دهنده نيستند. در نتيجه، كارايي كلي سيستم كاهش يافته و عملكرد توابع به دليل محاسبات غير بهينه به خطر مي‌افتد. علاوه بر اين، بسياري از اين روش‌ها توجه كافي به نيازهاي ويژه توابع از جمله بسته‌هاي نرم‌افزاري مورد نياز آن‌ها ندارند. به عنوان مثال، عدم وجود بسته‌هاي مورد نياز در گنجانه‌هاي محاسباتي مي‌تواند به تاخير در اجراي تابع و در نهايت افزايش زمان پاسخگويي منجر شود. در اين پژوهش، يك روش زمان‌بندي آگاه از بسته‌ مبتني بر يادگيري تقويتي عميق (DRL) در محيط‌هاي محاسباتي بدون سرويس‌دهنده لبه ارائه مي‌دهيم. در اين روش، زمان‌بند به طور خودكار توابع را به گنجانه‌هاي محاسباتي تخصيص مي‌دهد كه بسته‌هاي نرم‌افزاري مورد نياز تابع در آن‌ها از پيش نصب شده باشد. اين امر موجب كاهش زمان نصب بسته‌ها، بهبود كارايي سيستم و كاهش زمان پاسخگويي توابع مي‌شود. روش پيشنهادي ما با استفاده از يك شبكه عصبي عميق، رفتار زمان‌بند را در طول زمان بهبود مي‌دهد و از تجربيات گذشته براي تصميم‌گيري‌هاي بهتر استفاده مي‌كند. براي ارزيابي كارايي روش پيشنهادي، آزمايش‌هايي با استفاده از شبيه‌ساز سكوي OpenWhisk انجام داديم و آزمايشي مشابه با محيط‌هاي عملياتي را شبيه‌سازي كرديم. نتايج نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي ما در كاهش زمان پاسخ و كاهش هزينه‌هاي مصرف منابع به طور ميانگين بين 30 تا 40 درصد نسبت به زمان‌بندهاي OpenWhisk و SFSchlr بهبود ايجاد كرده است. اين نتايج نشان‌دهنده پتانسيل بالاي روش‌هاي يادگيري تقويتي در بهبود زمان‌بندي توابع در محيط‌هاي بدون سرويس‌دهنده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/11/13
  • عنوان به انگليسي
    Package-Aware Scheduling Approach based on Deep Reinforcement Learning in Serverless Edge Computing Environments
  • تاريخ بهره برداري
    11/23/2025 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    عليرضا افرا

  • چكيده به لاتين
    Serverless computing has garnered significant attention from cloud service providers and software developers in recent years. This model, also known as Function as a Service (FaaS), enables developers to run their functions in cloud environments without the need to manage complex infrastructure. In this model, the management of computing resources is entirely handled by the service provider. On the other hand, cloud providers are continuously seeking to optimize their resource utilization to reduce costs and increase efficiency. However, proper scheduling of functions to computing resources remains a significant challenge in this domain. Most existing scheduling algorithms primarily focus on load balancing across resources and typically rely on simple, default techniques. These algorithms are often incapable of addressing the dynamic needs of serverless environments, which can lead to reduced overall system performance and suboptimal function execution. Moreover, many of these methods do not pay sufficient attention to the specific requirements of functions, such as the necessary software packages. For example, the absence of required packages in computing containers can lead to delays in function execution, ultimately increasing response time. In this research, we propose a package-aware scheduling approach based on deep reinforcement learning (DRL) in edge serverless computing environments. In this method, the scheduler automatically assigns functions to computing containers that already have the required software packages installed. This reduces the time spent on package installation, improves system efficiency, and decreases function response time. Our proposed method employs a deep neural network to enhance the scheduler's behavior over time, using past experiences to make better decisions. To eva‎luate the efficiency of the proposed method, we conducted experiments using a simulator based on the OpenWhisk platform, simulating conditions similar to operational environments. The results demonstrate that our proposed method achieves improvements in reducing response time and lowering resource consumption costs compared to existing approaches. These findings highlight the significant potential of reinforcement learning methods in enhancing function scheduling in serverless environments.
  • كليدواژه هاي فارسي
    محاسبات ابري , محاسبات بدون سرويس دهنده , زمانبندي توابع , يادگيري تقويتي عميق.
  • كليدواژه هاي لاتين
    Cloud Computing , Serverless Computing , Function Scheduling , Deep Reinforcement Learning
  • Author
    Alireza Afra
  • SuperVisor
    Mehrdad Ashtiani