Например, Бобцов

Оценка вероятностно-временных характеристик компьютерной системы с контейнерной виртуализацией

Аннотация:

Введение. Для компьютерных систем с контейнерной виртуализацией исследована зависимость задержки обслуживания запросов от числа развертываемых контейнеров. Искомая зависимость обусловлена разделением ограниченных вычислительных ресурсов компьютерной системы между активными и неактивными контейнерами, загруженными в системе. Метод. В проведенном исследовании предложено комплексное сочетание аналитической модели массового обслуживания, имитационного моделирования и натурных экспериментов. Исследуемая компьютерная система интерпретируется многоканальной системой массового обслуживания с неограниченной очередью. Особенностью предлагаемого подхода является исследование влияния числа сформированных в системе контейнеров на задержки в очереди и интенсивность обслуживания запросов. Каждому контейнеру сопоставляется канал обслуживания, причем для функционирования контейнера в активном и неактивном состояниях требуется использование части общих ресурсов вычислительной системы. При построении модели предполагается, что входной поток простейший, а обслуживание экспоненциальное. Интенсивность обслуживания зависит от числа развернутых контейнеров и от числа запросов в системе. Основные результаты. Экспериментально установлена зависимость интенсивности обслуживания от числа активных контейнеров. Исследование выполнено на платформе, основанной на технологии виртуализации Proxmox с фиксированными ресурсами. Для изучения влияния числа активных контейнеров на интенсивность обслуживания в рамках эксперимента развернут однопоточный веб-сервер в виде нескольких контейнеров, управляемый с помощью портативной расширяемой платформы Kubernetes k3s. Результаты расчетов с применением аналитической модели подтверждены результатами имитационного моделирования, реализованного с использованием библиотеки моделирования SimPy на языке программирования Python. На основе проведенных исследований показана необходимость решения задачи оптимизации числа развертываемых в компьютерной системе контейнеров с учетом влияния их числа на задержки обслуживания запросов. Обсуждение. Проведенные исследования могут найти применение при проектировании кластерных систем реального времени, критичных к допустимым задержкам ожидания обслуживания запасов, к обеспечению непрерывности вычислительного процесса и к сохранению уникальных данных, накопленных в процессе работы системы. Предложенные подходы могут быть применены при создании отказоустойчивых распределенных компьютерных систем, в том числе функционирующих при накоплении отказов и реконфигурации системы с перераспределением нагрузки (запросов) при динамической миграции и с репликацией контейнеров.

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО