Heterogeneity-aware Serverless Workflow Scheduling

Abstract

Η δημοτικότητα της εκτέλεσης υπολογιστικών φορτίων στο νέφος έχει πλέον εκτοξευθεί. Προηγουμένως, την εκτέλεση αυτή αναλάμβαναν ιδιωτικοί τοπικοί εξυπηρετητές (servers) ενώ τα τελευταία χρόνια γι ́ αυτό το φορτίο είναι υπεύθυνα, κατά την μερίδα του λεόντος, σύγχρονα και δημόσιας πρόσβασης περιβάλλοντα στο νέφος. Η αλλαγή αυτή έδωσε την δυνατότητα στους προγραμματιστές να απαλλαχθούν από την επίπονη διαδικασία διαχείρι- σης και ενορχήστρωσης των εξυπηρετητών και των υποκείμενων μηχανημάτων, μία ευθύνη την οποία ανέλαβαν οι πάροχοι υπολογιστικών υπηρεσιών του νέφους (cloud providers). Οι πάροχοι, μάλιστα, έχουν προχωρήσει στην ανάπτυξη υπηρεσιών των οποίων η κεντρική ιδέα στρέφεται γύρω από την πλήρη απαγκίστρωση των προγραμματιστών από τους εξυπηρετητές. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να γεννηθεί ο όρος Serverless computing, ο οποίος ετυμολογικά υπονοεί την απουσία των εξυπηρετητών από το πεδίο δράσης των προγραμματιστών. Το Function-as-a-Service (FaaS) είναι ένα serverless υπολογιστικό μοντέλο, το οποίο επιτρέπει στους προγραμματιστές να ανεβάσουν και να εκτελέσουν στο νέφος μικρά λειτουρ- γικά κομμάτια κώδικα, τα οποία έχουν την μορφή συναρτήσεων. Παρ ́ όλα αυτά, η εγγύηση για γρήγορη και πλήρη κάλυψη των πιθανών απαιτήσεων του χρήστη απέχει λίγο από το παρόν διότι μερικές φορές η εκτέλεση εφαρμογών υπό αυτό το μοντέλο μπορεί να αποβεί προβληματική. ́Ομως, πρόσφατα έχει λάβει χώρα αρκετή έρευνα γύρω από το συγκεκριμένο θέμα γιατί φαίνεται ιδιαίτερα υποσχόμενο, σε πολλές περιπτώσεις χρήσης, να απαλλαχθεί ο χρήστης από την ευθύνη διαχείρισης και συντήρησης του υποκέιμενου εξοπλισμού ενώ πα- ράλληλα να δημιούργονται καταλληλότερες συνθήκες για αποδοτικότερη και οικονομικότερη χρησιμοποίηση των πόρων (resource utilization). Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ερευνά τους παράγοντες που επηρεάζουν την ε- κτέλεση ενός υπολογιστικού serverless φορτίου στο νέφος και προτείνει μία δυναμική λύση στην δρομολόγηση serverless εφαρμογής αναπτύσσοντας την με την βοήθεια Βαθιάς Ενι- σχυτικής Μάθησης. Στόχος είναι η βέλτιστη εξυπηρέτηση των αιτημάτων των χρήστων κάτω από δυναμικές συνθήκες. Η βελτιστοποίηση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείω- ση κόστους και βελτιωμένη εμπειρία χρήσης, κάτι το οποίο θα συνεισφέρει έντονα σε μία ευρύτερη υιοθέτηση του serverless στο φάσμα του edge-cloud.