Simple Science

Hochmoderne Wissenschaft einfach erklärt

# Elektrotechnik und Systemtechnik# Maschinelles Lernen# Verteiltes, paralleles und Cluster-Computing# Systeme und Steuerung# Systeme und Steuerung

Adaptive Horizontal Pod Autoscaling: Ein Leitfaden

Erfahre, wie AHPA das Ressourcenmanagement in der Cloud optimiert.

― 4 min Lesedauer


AHPA: Optimierung vonAHPA: Optimierung vonCloud-RessourcenCloud-Ressourcenmanagement.Effizienz imAHPA senkt Kosten und steigert die
Inhaltsverzeichnis

Das Adaptive Horizontal Pod Autoscaling System (AHPA) wurde entwickelt, um die Ressourcenverwaltung im Alibaba Cloud Container Service zu verbessern. Mit dem Anstieg der Nachfrage nach Cloud-Diensten ist eine effektive Ressourcenverwaltung entscheidend geworden, um Verschwendung zu vermeiden und einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen. Dieses System passt automatisch die Anzahl der Anwendungsinstanzen basierend auf den geschäftlichen Anforderungen an, sodass die Nutzung effizient bleibt und die Kosten niedrig gehalten werden.

Herausforderungen in der Ressourcenverwaltung

In traditionellen Systemen passte die Methode zur Zuteilung von Ressourcen oft nicht schnell genug an veränderte geschäftliche Anforderungen an. Das führte zu erheblichem Ressourcenverschleiss, besonders zu Zeiten, in denen die Nachfrage schwankte. Beispielsweise benötigen Anwendungen während der Stosszeiten möglicherweise mehr Ressourcen, aber traditionelle Methoden reagieren oft nicht rechtzeitig. Ausserdem verlangen neue Arten von Anwendungen, wie die in sozialen Medien, E-Commerce und Online-Gaming, oft schnelle Anpassungen, die ältere Systeme nicht bieten können.

Was ist AHPA?

AHPA hat sich zum Ziel gesetzt, diese Probleme zu lösen, indem es eine automatische Skalierungslösung bietet, die auf den aktuellen Geschäftsnachfragen reagieren kann. Das bedeutet, dass AHPA anstelle von festen Ressourcenzahlen oder manuellen Anpassungen smarte Algorithmen nutzt, die die Menge der Ressourcen basierend auf Vorhersagen zukünftiger Bedürfnisse ändern können. Seit seiner Einführung im April 2021 wurde AHPA von verschiedenen Unternehmen übernommen und hat sich als leistungsfähiger erwiesen als frühere Methoden, was die Kosten erheblich senkt und die Effizienz verbessert.

Wie funktioniert AHPA?

AHPA analysiert verschiedene wichtige Kennzahlen, die anzeigen, wie die Ressourcen genutzt werden. Es betrachtet Dinge wie CPU-Nutzung, Arbeitsspeicher und Reaktionszeiten, um zu bestimmen, wie viele Anwendungsinstanzen (oder "Pods") zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt werden. Indem es zukünftige Anforderungen vorhersagt, kann AHPA die Anzahl der Pods proaktiv anpassen und somit Stabilität und Effizienz aufrechterhalten.

Hauptbestandteile von AHPA

  1. Datenakquise: Das System sammelt Daten aus verschiedenen Quellen darüber, wie die Anwendungen performen. Diese Daten helfen, ein klares Bild der aktuellen Ressourcennutzung zu zeichnen.

  2. Vorhersagemodul: Mit fortschrittlichen Prognosemodellen sagt AHPA zukünftige Arbeitslasten voraus. Es berücksichtigt mögliche Schwankungen in der Nachfrage, damit die Ressourcen angepasst werden können, bevor ein Problem auftritt.

  3. Skalierungsmechanismus: Basierend auf den Vorhersagen entscheidet AHPA, wie viele Pods zu einem bestimmten Zeitpunkt hinzugefügt oder entfernt werden sollen. Dadurch läuft das System auch bei unerwarteten Nachfragespitzen reibungslos.

Vorteile der Nutzung von AHPA

  1. Kosteneinsparungen: Einer der Hauptvorteile von AHPA ist, dass es hilft, Kosten zu reduzieren. Durch die dynamische Anpassung der Ressourcen basierend auf der Nachfrage können Unternehmen vermeiden, für ungenutzte Ressourcen zu bezahlen.

  2. Verbesserte Effizienz: AHPA verbessert die Effizienz der Ressourcennutzung, steigert die CPU-Nutzung und verringert unnötige Ausgaben erheblich.

  3. Automatisierung: Die automatisierte Natur von AHPA bedeutet, dass weniger manuelle Eingriffe der Betriebsteams notwendig sind. Das reduziert die Arbeitslast der menschlichen Ressourcen und ermöglicht es den Teams, sich auf strategischere Aufgaben zu konzentrieren.

  4. Stabilität: Auch wenn sich die geschäftlichen Anforderungen ändern, sorgt AHPA dafür, dass die Anwendungen stabil bleiben. Das ist besonders wichtig für Unternehmen, die sich Ausfallzeiten oder schlechte Leistungen nicht leisten können.

Praktische Anwendungen von AHPA

Seit seiner Implementierung wird AHPA in verschiedenen Sektoren eingesetzt, darunter:

  • Online-Bildung: In diesem Bereich sorgt AHPA dafür, dass Systeme zu Stosszeiten viele Nutzer bewältigen können, während die Kosten niedrig bleiben.

  • E-Commerce: Während Einkaufsevents oder Sales verwaltet AHPA die notwendigen Ressourcen für den erhöhten Traffic.

  • Soziale Medien und Online-Gaming: Beide Branchen erleben erhebliche Nutzungsanstiege, besonders während Live-Events. AHPA meistert diese Veränderungen effizient.

Die Zukunft von AHPA

Da sich Cloud-Technologien weiterentwickeln, wird AHPA wahrscheinlich anpassen und expandieren. Zukünftige Entwicklungen könnten darin bestehen, fortschrittlichere Prognosetechniken zu erforschen und zu verbessern, wie das System sogar grössere Datenmengen verwalten kann. Das ultimative Ziel ist es, Unternehmen ein vielseitiges System zu bieten, das ihren Ressourcenbedarf ohne unnötige Komplexität oder Kosten erfüllen kann.

Fazit

Zusammenfassend stellt das Adaptive Horizontal Pod Autoscaling System einen bedeutenden Fortschritt in der Ressourcenverwaltung für Cloud-Dienste dar. Seine Fähigkeit, sich an wechselnde Anforderungen vorherzusagen und zu reagieren, ermöglicht es Unternehmen, effizienter und kostengünstiger zu arbeiten. Mit seiner zunehmenden Akzeptanz und ständigen Verbesserungen wird AHPA eine entscheidende Rolle in der Zukunft des Cloud-Computing spielen und verschiedenen Branchen helfen, ihre operationellen Bedürfnisse bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung hoher Servicequalität zu erfüllen.

Originalquelle

Titel: AHPA: Adaptive Horizontal Pod Autoscaling Systems on Alibaba Cloud Container Service for Kubernetes

Zusammenfassung: The existing resource allocation policy for application instances in Kubernetes cannot dynamically adjust according to the requirement of business, which would cause an enormous waste of resources during fluctuations. Moreover, the emergence of new cloud services puts higher resource management requirements. This paper discusses horizontal POD resources management in Alibaba Cloud Container Services with a newly deployed AI algorithm framework named AHPA -- the adaptive horizontal pod auto-scaling system. Based on a robust decomposition forecasting algorithm and performance training model, AHPA offers an optimal pod number adjustment plan that could reduce POD resources and maintain business stability. Since being deployed in April 2021, this system has expanded to multiple customer scenarios, including logistics, social networks, AI audio and video, e-commerce, etc. Compared with the previous algorithms, AHPA solves the elastic lag problem, increasing CPU usage by 10% and reducing resource cost by more than 20%. In addition, AHPA can automatically perform flexible planning according to the predicted business volume without manual intervention, significantly saving operation and maintenance costs.

Autoren: Zhiqiang Zhou, Chaoli Zhang, Lingna Ma, Jing Gu, Huajie Qian, Qingsong Wen, Liang Sun, Peng Li, Zhimin Tang

Letzte Aktualisierung: 2023-03-06 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2303.03640

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.03640

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

Mehr von den Autoren

Ähnliche Artikel