Raptor: Una Nueva Era en la Computación Sin Servidores
Raptor mejora la programación de funciones sin servidor para aplicaciones más rápidas y confiables.
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Tabla de contenidos
La computación sin servidor se ha vuelto popular porque permite a los desarrolladores ejecutar aplicaciones sin preocuparse por la gestión de servidores. Sin embargo, muchas plataformas sin servidor tienen problemas como tiempos de inicio lentos para las funciones y la capacidad de manejar múltiples solicitudes a la vez. Esto crea desafíos para los desarrolladores, que muchas veces tienen que idear soluciones alternativas para resolver estos problemas. Raptor busca mejorar cómo se programan y ejecutan las funciones sin servidor, haciendo el proceso más rápido y eficiente.
El Problema con las Plataformas Sin Servidor Actuales
Muchas plataformas sin servidor tienen sus desventajas. Por ejemplo, pueden tener altas latencias de inicio en frío, lo que significa que tarda un montón de tiempo en que una función empiece a ejecutarse después de ser llamada. También pueden no manejar bien los errores, lo que lleva a problemas cuando algo sale mal. Además, algunas plataformas tienen soporte limitado para ejecutar tareas en paralelo, lo que puede ralentizar los tiempos de procesamiento.
Debido a estos problemas, los desarrolladores a menudo tienen que crear funciones más grandes o escribir código extra para gestionar el comportamiento de sus aplicaciones. Estas soluciones alternativas pueden hacer que el código sea un lío y aumentar los costos para los desarrolladores. Un buen sistema de programación debería encontrar un equilibrio entre la fiabilidad de la función, la capacidad del sistema, la velocidad y el uso de recursos.
La Solución Raptor
Raptor está diseñado para abordar los problemas clave que enfrentan las plataformas sin servidor actuales. Se enfoca en mejorar los tiempos de inicio en frío, aumentar la fiabilidad y ofrecer mejor soporte para ejecutar tareas al mismo tiempo. El objetivo es crear un sistema de programación que dé a los desarrolladores las herramientas que necesitan para escribir funciones más pequeñas mientras permite a los operadores gestionar los recursos de manera más efectiva.
Características Clave de Raptor
Programación de Grupos Horizontales: Raptor puede gestionar muchas funciones a la vez, lo cual es esencial para grandes clústeres de computación. Esto permite un mejor uso de los recursos disponibles.
Replicación de Funciones: Para asegurarse de que las funciones aún puedan ejecutarse, incluso si hay errores en el sistema, Raptor permite copiar funciones. Esto ayuda a mantener la fiabilidad.
Programación Dinámica: Raptor puede ajustar su programación según las condiciones actuales, lo que le ayuda a responder a cargas de trabajo cambiantes.
Controles del Sistema Operativo: Raptor expone algunas de las características de programación del sistema operativo subyacente para hacer que la ejecución de funciones sea más eficiente.
Al integrarse con los marcos sin servidor existentes, Raptor busca mejorar su rendimiento sin requerir cambios drásticos.
Cómo Funciona Raptor
Raptor funciona creando un sistema que permite que las funciones se ejecuten en paralelo, lo que significa que múltiples tareas pueden ejecutarse al mismo tiempo. Esto es particularmente útil para tareas que se pueden dividir en partes más pequeñas que se pueden procesar simultáneamente.
Gestión de Recursos
En cualquier entorno informático, gestionar los recursos de manera efectiva es crucial. Raptor utiliza una combinación de métodos para asignar recursos según sea necesario. Hace un seguimiento de la potencia de computación y la memoria disponibles, ayudando a asegurar que cada función tenga lo que necesita para ejecutarse sin demoras.
Abordando las Latencias de Inicio en Frío
Los inicios en frío ocurren cuando una función debe iniciarse desde cero, lo que la hace no disponible para uso inmediato. Raptor reduce estas latencias permitiendo que las funciones se "calienten", es decir, se mantienen listas para su uso para que puedan responder más rápido cuando son llamadas.
Tolerancia a fallos
Manejo de Errores yEn el software, las cosas no siempre salen como se planean. Cuando ocurren errores, es importante que el sistema los maneje con gracia. Raptor ayuda con esto usando la replicación de funciones, lo que significa que si una función falla, otra puede ocupar su lugar sin afectar el rendimiento general.
Procesamiento Paralelo
Soporte paraMuchas aplicaciones modernas requieren ejecutar múltiples tareas a la vez. El sistema de programación de Raptor facilita el manejo de este tipo de cargas de trabajo. Sabe cómo agrupar funciones de manera eficiente según sus necesidades de recursos y patrones de invocación.
Beneficios de Usar Raptor
Mejora del Rendimiento: Se ha demostrado que Raptor reduce significativamente los tiempos de inicio en frío, permitiendo que las aplicaciones respondan más rápido.
Mejor Utilización de Recursos: Al gestionar los recursos de manera más efectiva, Raptor puede ayudar a reducir el desperdicio, asegurando que la potencia de computación no se quede inactiva.
Mayor Fiabilidad: Con funciones como la replicación de funciones, Raptor ofrece mejor fiabilidad, asegurando que las aplicaciones puedan manejar errores sin colapsar.
Desarrollo Más Fácil: Los desarrolladores pueden concentrarse en escribir funciones más pequeñas y manejables, permitiendo un código más limpio y un mantenimiento más fácil.
La Arquitectura de Raptor
La arquitectura de Raptor está diseñada para trabajar estrechamente con marcos sin servidor existentes como OpenWhisk. Esta integración permite mejoras sin problemas sin requerir que los desarrolladores aprendan nuevas herramientas o cambien drásticamente sus flujos de trabajo.
Dominios de Programación
Raptor divide las tareas de programación en tres áreas principales:
Programación del Dominio de Recursos: Esta área gestiona todos los recursos computacionales disponibles, asegurando que todo funcione sin problemas.
Programación del Dominio de Datos: Este componente se encarga de gestionar todos los datos de usuario asociados con funciones sin servidor, para que todo lo necesario para la ejecución esté disponible.
Programación del Dominio de Ejecución: Esta parte maneja la ejecución real de las funciones, asegurando que se ejecuten correctamente y se haga seguimiento de su progreso.
Limitaciones de los Marcos Sin Servidor Actuales
A pesar de sus muchas ventajas, los marcos sin servidor modernos tienen limitaciones. A menudo carecen de soporte adecuado para funciones paralelas y pueden tener problemas con la tolerancia a fallos. Los desarrolladores necesitan estas características para construir aplicaciones robustas que no requieran supervisión constante.
Tolerancia a Fallos
Una buena tolerancia a fallos es clave para un sistema fiable. Sin embargo, muchas plataformas sin servidor no ofrecen las opciones de respaldo necesarias para ejecutar funciones. Esto puede llevar a trabajos perdidos y usuarios frustrados.
Soporte de Concurrencia
La concurrencia permite que múltiples funciones se ejecuten simultáneamente. Muchos marcos sin servidor actuales tienen dificultades en esta área, lo que significa que no pueden aprovechar al máximo sus recursos en la nube.
Conclusión
Raptor representa un paso significativo en el desarrollo de la computación sin servidor. Al abordar los problemas clave de latencias de inicio en frío, fiabilidad y procesamiento paralelo, ofrece una solución que empodera a los desarrolladores para escribir mejores aplicaciones mientras reduce los costos operativos.
Este nuevo sistema de programación permite un uso más eficiente de los recursos del servidor y mejora el rendimiento general de las plataformas sin servidor. En un mundo donde la velocidad y la fiabilidad son esenciales para el éxito, Raptor se destaca como una solución prometedora para el desarrollo de software moderno.
Título: Raptor: Distributed Scheduling for Serverless Functions
Resumen: To support parallelizable serverless workflows in applications like media processing, we have prototyped a distributed scheduler called Raptor that reduces both the end-to-end delay time and failure rate of parallelizable serverless workflows. As modern serverless frameworks are typically deployed to extremely large scale distributed computing environments by major cloud providers, Raptor is specifically designed to exploit the property of statistically independent function execution that tends to emerge at very large scales. To demonstrate the effect of horizontal scale on function execution, our evaluation demonstrates that mean delay time improvements provided by Raptor for RSA public-private key pair generation can be accurately predicted by mutually independent exponential random variables, but only once the serverless framework is deployed in a highly available configuration and horizontally scaled across three availability zones.
Autores: Kevin Exton, Maria Read
Última actualización: 2024-12-13 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2403.16457
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.16457
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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