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          又一創(chuàng)新!阿里云 Serverless 調(diào)度論文被云計算頂會 ACM SoCC 收錄

          共 2117字,需瀏覽 5分鐘

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          2022-11-21 14:00

          作者 | 木吳
          <關(guān)注 Serverless 公眾號,后臺回復(fù)【FC查看 ACM SoCC 錄用論文!>
          近日,阿里云函數(shù)計算產(chǎn)品團(tuán)隊撰寫的關(guān)于 Serverless 調(diào)度的創(chuàng)新性論文被 ACM SoCC 國際會議長文錄用。
          去年阿里云函數(shù)計算團(tuán)隊首個提出在 FaaS 場景下的去中心化快速鏡像分發(fā)技術(shù),團(tuán)隊所作論文被計算機系統(tǒng)領(lǐng)域的頂級會議 USENIX ATC’21 錄用,入選中國計算機協(xié)會(CCF)推薦 A 類國際會議列表(??詳情點擊閱讀);今年阿里云函數(shù)計算不斷突破:發(fā)布基于函數(shù)畫像的調(diào)度算法論文并被國際云計算的首要會議 ACM SoCC 錄用,真正做到能夠保證提升函數(shù)資源利用率的同時,達(dá)到性能高穩(wěn)定性。
          ACM Symposium on Cloud Computing(以下簡稱 SoCC)是由美國計算機協(xié)會主辦、聚焦云計算技術(shù)的一項學(xué)術(shù)會議,是云計算的首要會議。它匯集了對云計算感興趣的研究人員、開發(fā)人員、用戶和實踐者,是唯一由 SIGMOD(數(shù)據(jù)管理特別興趣組)和 SIGOPS(操作系統(tǒng)特別興趣組)聯(lián)合主辦的會議, 這個會議在近些年蓬勃發(fā)展,旨在聚集數(shù)據(jù)庫和計算機系統(tǒng)兩大領(lǐng)域的學(xué)者,共同推進(jìn)云計算技術(shù)在工業(yè)界的研究與發(fā)展。
          此次被錄用的論文為《Owl: Performance-Aware Scheduling for Resource-Efficient Function-as-a-Service Cloud》。
          論文靈感誕生于阿里云 Serverless 產(chǎn)品函數(shù)計算,函數(shù)計算是阿里云的函數(shù)即服務(wù)(Function-As-A-Service)產(chǎn)品。阿里云函數(shù)計算是事件驅(qū)動的全托管計算服務(wù)。通過函數(shù)計算,您無需管理服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施,只需編寫代碼并上傳。函數(shù)計算會為您準(zhǔn)備好計算資源,以彈性、可靠的方式運行您的代碼,并提供日志查詢、性能監(jiān)控、報警等功能?,F(xiàn)階段已經(jīng)覆蓋了事件驅(qū)動、音視頻處理、游戲、物聯(lián)網(wǎng)、新零售、AI 等實際業(yè)務(wù)場景,并服務(wù)于阿里云、高德、支付寶、淘寶、CBU 等多個業(yè)務(wù)或項目中。
          上圖是一個經(jīng)典的 FaaS 調(diào)度系統(tǒng)的架構(gòu),調(diào)度器負(fù)載將不同的函數(shù)實例調(diào)度到集群中的節(jié)點上運行。由于 FaaS 產(chǎn)品函數(shù)數(shù)量多、函數(shù)粒度小、執(zhí)行時間短的特點,節(jié)點的資源利用率較低。簡單地將更多的實例調(diào)度到同一個節(jié)點上雖然能夠一定程度地提升資源利用率,但是也帶來了資源爭搶和性能下降。
          論文針對這個問題創(chuàng)新地提出了基于函數(shù)畫像的調(diào)度算法,在提高資源利用率的同時達(dá)到了較好的性能穩(wěn)定性:
          1. 對于高頻調(diào)用的函數(shù),調(diào)度器會識別不同函數(shù)實例在同一個節(jié)點共置時的性能表現(xiàn),以此指導(dǎo)函數(shù)實例的調(diào)度;
             
          2. 對于低頻調(diào)用的函數(shù),調(diào)度器會統(tǒng)計其執(zhí)行過程中的實際資源消耗,以此來指導(dǎo)函數(shù)實例的調(diào)度,同時調(diào)度器會監(jiān)控函數(shù)的執(zhí)行延時,當(dāng)出現(xiàn)延時上升時通過隔離的手段進(jìn)行緩解;
             
          3. 調(diào)度器還針對閑置的實例進(jìn)行遷移,將它們從利用率低的節(jié)點遷移到利用率高的節(jié)點以釋放閑置節(jié)點。
             
          為了評估算法的效果,論文根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境典型的函數(shù)負(fù)載,抽象了 10 個函數(shù),它們覆蓋了不同的編程語言、資源消耗、執(zhí)行時長、外部依賴。列表如下:
          實驗結(jié)果表明,在 100 個節(jié)點規(guī)模下,OWL 調(diào)度算法能夠節(jié)省 43.8% 的資源,同時函數(shù)執(zhí)行延時沒有明顯的增加
          調(diào)度延時也沒有明顯增加:
          目前 OWL 的函數(shù)畫像能力也已經(jīng)應(yīng)用在函數(shù)計算線上環(huán)境,并取得了不錯的效果。此次論文入選 ACM SoCC,是阿里云在 Serverless 調(diào)度領(lǐng)域的又一次創(chuàng)新。
          - END -

          附論文信息

          All On Serverless

          《Owl: Performance-Aware Scheduling for Resource-Efficient Function-as-a-Service Cloud》
          作者:田黃石,李蘇毅,王驁,王威,吳天龍,楊皓然

          后臺回復(fù)【FC】即可查看 ACM SoCC 錄用論文

          論文概述:在云計算中,F(xiàn)aaS 是一種非常流行的產(chǎn)品形態(tài),主流的云產(chǎn)商都提供了對應(yīng)的平臺。作為平臺構(gòu)建者我們觀察到大部分的函數(shù)實例的 CPU 和內(nèi)存利用率都不高,造成集群節(jié)點的利用率也不高。一個簡單的做法是在節(jié)點上超額放置更多的函數(shù)實例,但是這可能會帶來資源爭搶和性能下降。另外,函數(shù)的外部依賴也可能導(dǎo)致函數(shù)的性能下降。在本文中,我們設(shè)計了 OWL 調(diào)度系統(tǒng)來解決這些問題,達(dá)到高資源利用率和性能穩(wěn)定性。對于低頻調(diào)用的函數(shù),調(diào)度器會統(tǒng)計其執(zhí)行過程中的實際資源消耗,以此來指導(dǎo)函數(shù)實例的調(diào)度,同時調(diào)度器會監(jiān)控函數(shù)的執(zhí)行延時,當(dāng)出現(xiàn)延時上升時通過隔離的手段進(jìn)行緩解;對于高頻調(diào)用的函數(shù),調(diào)度器會識別不同函數(shù)實例在同一個節(jié)點共置時的性能表現(xiàn),以此指導(dǎo)函數(shù)實例的調(diào)度。同時調(diào)度器還針對閑置的實例進(jìn)行遷移,將它們從利用率低的節(jié)點遷移到利用率高的節(jié)點以釋放閑置節(jié)點。我們實現(xiàn)了 OWL 原型系統(tǒng)并根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的負(fù)載構(gòu)造了一組測試集。實驗結(jié)果表明,OWL 調(diào)度系統(tǒng)能夠減少 43.8% 的資源消耗并有效緩解性能下降。

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