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arXiv cs.DCAI NEWS / JOURNAL

一种基于统一排队模型的框架,用于在突发性工作负载下对无服务器自动伸缩策略进行比较评估

arXiv:2610.35564v1 发布类型:新 提要:无服务器计算平台必须在适应高度突发且不可预测的工作负载的同时,确保服务质量(QoS)。为应对工作负载的波动并同时满足QoS要求和服务等级协议(SLA),这些平台依赖于自动资源伸缩。商业化的函数即服务(FaaS)平台采用不同的自动伸缩策略,以动态调整活跃函数实例的数量和可用的处理能力。在本研究中,我们对三种具有代表性的自动伸缩策略进行了建模与比较:按请求伸缩(SPR)、并发级别伸缩(CLS)以及基于指标的伸缩(MBS)。为了实现独立于各厂商专有实现的系统化评估,我们……

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摘要:无服务器计算平台必须在适应高度突发且不可预测的工作负载的同时,确保服务质量(QoS)。为应对工作负载的波动并满足QoS要求及服务等级协议(SLA),这些平台依赖于自动资源伸缩机制。商业化的函数即服务(FaaS)平台采用不同的自动伸缩策略,以动态调整活跃函数实例的数量和可用的处理能力。本文对三种具有代表性的自动伸缩策略进行了建模与比较:按请求伸缩(SPR)、并发级别伸缩(CLS)以及基于指标的伸缩(MBS)。为了实现独立于各厂商专有实现的系统化评估,我们构建了一个统一的建模框架,将解析排队网络(QN)建模与基于Java建模工具(JMT)实现的排队Petri网(QPN)相结合,用于评估在两阶段超指数(H2)到达模式下的自动伸缩行为。评估采用四项系统级指标:吞吐量、平均响应时间、系统规模以及系统功耗。该框架能够刻画函数实例(FI)的动态激活、并发约束以及饱和状态下的队列积压现象。对比分析表明,在峰值性能与系统稳定性之间存在明显的权衡:SPR在中等负载下延迟最低,但在接近容量上限时较为脆弱;CLS受并发令牌控制,在突发性负载条件下对配置参数极为敏感;而MBS通过将利用率维持在临界区域以下,并在临界负载下避免队列的爆炸式增长,能够在整个工作负载范围内提供最为稳定的QoS。

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