【论文】略读笔记52-前沿-多种运行时动态调整

📖《Adaptive Selecting Algorithm for Runtime Types of Microservices》

2024 年发表于 CCF-B 类会议 ICWS。

🎯需求

• 近年来，无服务器计算在微服务领域越来越受欢迎。与有服务器计算相比，无服务器计算因其资源弹性和按需分配的特点，大大减少了开发人员的开支。
  • 无服务器计算最近得到了快速发展，它使开发人员能够专注于编码和部署应用程序，而无需管理底层服务器基础设施。这种计算模式在微服务领域获得了广泛的应用和认可。
  • 然而，无服务器计算存在冷启动时间长、函数调用延迟高等问题，导致服务性能不尽如人意。
• 在当今的云环境中，由于用户行为的动态性和微服务的复杂性，微服务的工作负载表现出明显的波动性，使其变得错综复杂和不稳定。此外，微服务具有多样性，对资源的需求和执行时间各不相同。在单一运行时类型下，微服务只能实现次优的服务质量和成本效益。
  • 根据部署方式和运行环境，微服务可分为以下两种运行时类型。
    • 1）服务器式：服务器式是指在预先配置好的服务器环境中部署微服务。在这种计算模式下，微服务通常会在服务器启动时加载并保持运行，以便及时响应请求。当微服务需要处理连续请求并需要长期执行，从而确保更高的稳定性时，服务器式计算就非常适合。这种部署模式虽然能快速响应调用，但也会导致资源闲置时间延长，造成严重的资源浪费。
    • 2）无服务器式：无服务器式是一种新颖的云计算服务模式。无服务器平台根据请求的工作量动态分配资源。处理完请求后，平台通常会释放运行时资源，以优化资源利用率。无服务器运行时通常更适合处理离散的工作负载模式。然而，与有服务器计算相比，无服务器计算存在一些缺点，例如冷启动时间较长、服务性能较差等。

🚧现状

• 由于工作负载是动态的，微服务会随着时间的推移对不同的运行时类型表现出不同的需求，而现有方法却忽略了这一点。
  • 现有研究大多侧重于在单一运行时类型中部署微服务，而没有充分利用两种类型的优势。
  • 有些研究考虑采用两种类型，但忽略了微服务运行时环境的可变性。因此，它们无法及时适应不同的运行时环境，也无法自动切换和调度微服务的运行时类型。
  • 此外，现有研究中的算法大多对工作负载模式进行了简单化的表述，缺乏对微服务中流式和离散工作负载模式的显著特点的考虑。这导致部署和调度策略的灵活性和适应性不足。

🛩创新

• 因此，我们提出了微服务运行时类型自适应选择算法，该算法可优化云服务提供商（CSP）的资源使用，确保开发人员的应用程序高效执行。
  • 具体来说，该算法通过分析微服务的工作负载模式、资源需求和执行效率，将微服务动态切换到最佳运行时类型。

📊效果

• 我们在真实集群上进行了实验，证明该算法能提高微服务的服务质量，同时改善其成本效率。

⛳️未来机会

• 在未来的研究中，我们希望在更广泛的场景中验证所提出的自适应选择算法的切换效果，以促进其在实际微服务中的应用。

🧠疑问

1. 这篇研究的核心关注点是什么？

• Serverful和Serverless运行时模式各有优缺点，应当互相弥补。（静态选择）
• 工作负载在不同时间的需求不同，因此还需要动态调整运行时模式。（动态选择）
  • 需要将工作负载模式分类，从而确定哪种模式下适合哪种运行时模式。（本文中分为流式工作负载模式、离散工作负载模式）
• 但如何选择恰当的模式是一个问题。

2. 本文只是短论文，但所关注的问题非常有意思，期待未来的长文工作介绍具体细节。

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🗺参考文献

[1] Adaptive Selecting Algorithm for Runtime Types of Microservices