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Mejorando la gestión de recursos en la computación sin servidor

Estrategias para una mejor asignación de recursos en plataformas sin servidor.

― 5 minilectura


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Tabla de contenidos

La computación sin servidor es una forma de construir y ejecutar aplicaciones sin tener que gestionar los servidores subyacentes. Esto significa que los desarrolladores pueden concentrarse más en escribir código y menos en la gestión de servidores. Solo pagan por el tiempo que su código se ejecuta, en lugar de pagar por espacio en el servidor que podría estar inactivo. Este modelo ayuda a las empresas a ahorrar dinero y gestionar sus recursos de manera más eficiente.

Desafíos en la Computación Sin Servidor

A pesar de sus ventajas, la computación sin servidor enfrenta varios desafíos, especialmente en la gestión de recursos. Al usar plataformas sin servidor, la forma en que se asignan y utilizan los recursos puede ser complicada. Si se asignan demasiados recursos, se desperdician, mientras que si se asignan muy pocos, puede causar problemas de rendimiento.

Problemas de Utilización de Recursos

En la práctica, las funciones sin servidor suelen no aprovechar al máximo los recursos que se les asignan. Esto puede suceder por dos razones principales:

  1. Los usuarios suelen asignar más recursos de los necesarios para evitar problemas de rendimiento.
  2. La carga en las instancias sin servidor varía mucho, lo que hace que algunas instancias tengan muy poco trabajo y no utilicen completamente sus recursos.

Estos problemas resultan en una cantidad significativa de recursos desperdiciados.

Complejidad en la Programación

La programación en plataformas sin servidor es crucial porque determina cuán bien se utilizan los recursos. Los métodos actuales pueden tener dificultades para mantenerse al día con los cambios rápidos en la demanda de funciones sin servidor. Los sistemas de programación tradicionales suelen requerir tiempo para analizar datos y tomar decisiones, lo que puede llevar a retrasos.

Optimizando el Uso de Recursos

Mejorar cómo se utilizan los recursos en la computación sin servidor es una tarea continua. Esto implica crear mejores técnicas de programación que puedan reaccionar rápidamente a los cambios en la demanda mientras se asegura que se mantenga la calidad del servicio (QoS).

Técnicas para Mejorar la Programación

Varias técnicas pueden ayudar:

  1. Programación Adaptativa: Esto puede ajustar los recursos asignados según la demanda en tiempo real.
  2. Balanceo de Carga: Esto distribuye las cargas de trabajo de manera uniforme entre los recursos disponibles para minimizar la posibilidad de que un solo recurso esté sobrecargado.
  3. Análisis Predictivo: Usar datos para prever la demanda antes de que suceda puede llevar a una asignación de recursos más proactiva.

Nuestro Enfoque para Mejorar el Rendimiento Sin Servidor

Nuestro enfoque se centra en equilibrar la eficiencia y la practicidad en la asignación de recursos para plataformas sin servidor. Nuestro objetivo es mejorar cómo los sistemas sin servidor predicen la demanda de recursos mientras minimizan los costos asociados con la programación.

Programación Pre-Decisional

Una estrategia clave es implementar la programación pre-decisional. Esto significa predecir el rendimiento de una función según su carga esperada antes de desplegarla. Al hacer esto, podemos asegurarnos de que las funciones se asignen con la cantidad correcta de recursos antes de que los necesiten.

Escalado en Dos Etapas

Otro aspecto importante de nuestro enfoque es el escalado en dos etapas. Esto permite al sistema reaccionar más rápidamente a los cambios en la demanda mientras se minimizan los gastos generales asociados con el escalado. Cuando la demanda baja, el sistema puede reducir temporalmente el número de instancias activas sin deshacerse de ellas de inmediato. Esto ayuda a evitar los retrasos y costos asociados con los arranques en frío, donde una instancia de función tiene que inicializarse desde cero.

Implementando Nuestras Técnicas

Desarrollamos un prototipo que incorpora estas estrategias y lo probamos en escenarios del mundo real. Nuestro sistema tiene como objetivo mostrar mejoras significativas tanto en rendimiento como en utilización de recursos.

Pruebas y Evaluación

Las pruebas involucraron aplicaciones del mundo real que proporcionaron métricas de rendimiento valiosas. Comparamos nuestro prototipo con sistemas existentes para medir mejoras.

Resultados de Pruebas en el Mundo Real

Los resultados fueron prometedores. Nuestro enfoque demostró hasta un 54.8% más de uso eficiente de recursos en comparación con sistemas existentes, mientras mantenía una tasa de violación de QoS por debajo de los niveles aceptables.

Lecciones Aprendidas de la Implementación

A través de nuestras pruebas, aprendimos varias lecciones importantes sobre la gestión de recursos en la computación sin servidor:

  1. Predictibilidad de Recursos: Las predicciones fiables de las necesidades de recursos pueden reducir significativamente el desperdicio.
  2. Respuesta Rápida a Cambios de Carga: Ajustes rápidos a la asignación de recursos durante picos de demanda ayudan a mantener el rendimiento y evitar retrasos.
  3. La Experiencia del Usuario Importa: Estar atento a cómo los cambios afectan la experiencia del usuario es crítico para el éxito continuo.

Conclusión

La computación sin servidor tiene un gran potencial para agilizar el desarrollo de aplicaciones y reducir costos generales. Sin embargo, los desafíos en la gestión de recursos y la programación deben ser abordados para realizar plenamente estos beneficios. Al adoptar técnicas innovadoras como la programación pre-decisional y el escalado en dos etapas, podemos mejorar la utilización de recursos y asegurar un alto rendimiento en aplicaciones sin servidor.

Nuestros resultados indican que estos métodos no solo mejoran la eficiencia, sino que también mantienen una experiencia del usuario satisfactoria, allanando el camino para sistemas sin servidor más robustos en el futuro.

Fuente original

Título: Jiagu: Optimizing Serverless Computing Resource Utilization with Harmonized Efficiency and Practicability

Resumen: Current serverless platforms struggle to optimize resource utilization due to their dynamic and fine-grained nature. Conventional techniques like overcommitment and autoscaling fall short, often sacrificing utilization for practicability or incurring performance trade-offs. Overcommitment requires predicting performance to prevent QoS violation, introducing trade-off between prediction accuracy and overheads. Autoscaling requires scaling instances in response to load fluctuations quickly to reduce resource wastage, but more frequent scaling also leads to more cold start overheads. This paper introduces Jiagu, which harmonizes efficiency with practicability through two novel techniques. First, pre-decision scheduling achieves accurate prediction while eliminating overheads by decoupling prediction and scheduling. Second, dual-staged scaling achieves frequent adjustment of instances with minimum overhead. We have implemented a prototype and evaluated it using real-world applications and traces from the public cloud platform. Our evaluation shows a 54.8% improvement in deployment density over commercial clouds (with Kubernetes) while maintaining QoS, and 81.0%--93.7% lower scheduling costs and a 57.4%--69.3% reduction in cold start latency compared to existing QoS-aware schedulers in research work.

Autores: Qingyuan Liu, Yanning Yang, Dong Du, Yubin Xia, Ping Zhang, Jia Feng, James Larus, Haibo Chen

Última actualización: 2024-03-01 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2403.00433

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.00433

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

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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