Групування мікропослуг для використання неповно залучених ресурсів

Дмитренко, О., & Скулиш, М. (2024). Групування мікропослуг для використання неповно залучених ресурсів. Сучасні інформаційні технології, (1), 73–80. https://doi.org/10.17721/AIT.2024.1.08

В с т у п . Завдання оптимізації використання ресурсів хмарних систем має високий пріоритет, оскільки ця технологія стала широко розповсюдженою та легкодоступною. Поширеною практикою є створення ефективних сервісів, які легко адаптуються до різних типів продуктів, наприклад, безсерверні (serverless) технології, пропрієтарні бази даних і програмне забезпечення, оптимізоване для хмари. Тестування продуктивності хмарних застосунків стало значно простішим із появою Docker і Kubernetes, що додатково збільшило попит на хмарні ресурси. Оскільки значна кількість ресурсів витрачається на розроблення й обслуговування хмарної інфраструктури, важливо розуміти, як ці ресурси можна оптимізувати.
М е т о д и . Основна ідея полягає в реорганізації хмарної інфраструктури так, щоб програмне забезпечення розподілялося по серверних групах, а не серверах, за принципом комплементарності, що означає наближення навантаження на апаратне забезпечення до повного. Для формування комплементарних груп використовують методи кластеризації (K-Means), задача про множинний рюкзак, жадібний алгоритм, сортування, бінарний пошук, перемішування та поділ на основі середнього значення та стандартного відхилення. Додатково для візуалізації пропонують алгоритми FastDTW та Z-масштабування.
Р е з у л ь т а т и . Розглянуто ключові характеристики комп’ютерних систем, які можна виміряти та на які можна впливати. Ці характеристики включають пропускну здатність каналів передачі, оцінку продуктивності на основі затримки, обсяг оперативної та постійної пам’яті, обчислювальну потужність і кількість ядер. Запропоновано алгоритм для визначення комплементарних екземплярів мікросервісів, які могли б ефективно використовувати серверні ресурси. Спочатку екземпляри мікросервісів класифікують за їх місткістю ключового ресурсу.
В и с н о в к и . Запропоновано алгоритм, який оптимізує використання ресурсів хмарної системи за допомогою ефективного розподілу навантаження доповнених мікросервісів між різними серверними групами. Оптимізація полягає в максимізації застосування серверних ресурсів шляхом заповнення його вільного часу іншими мікросервісами й, отже, зменшенням простою серверів. Це, своєю чергою, сприятиме покращенню загальної продуктивності хмари та зменшенню витрат на обслуговування хмарних інфраструктур. Наведений підхід застосовують як до мікросервісів, так і до монолітів, з описаними мінімальними змінами. Цей алгоритм може бути корисним для постачальників хмарних послуг та організацій, які використовують хмарні середовища для розгортання своїх застосунків.