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基于DPU的容器冷啟動(dòng)加速解決方案

DPU高性能云異構(gòu)算力解決方案 ? 來源:DPU高性能云異構(gòu)算力解決 ? 作者:DPU高性能云異構(gòu)算 ? 2024-09-13 11:50 ? 次閱讀
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1.方案背景

1.1.業(yè)務(wù)背景

隨著容器技術(shù)的迅猛發(fā)展與廣泛應(yīng)用,一種新的云計(jì)算服務(wù)模式應(yīng)運(yùn)而生-函數(shù)即服務(wù)(FaaS, Function as a Service)。FaaS作為一種無服務(wù)器(Serverless)計(jì)算方式,極大地簡化了開發(fā)人員的工作,使他們能夠?qū)W⒂趹?yīng)用的構(gòu)建與運(yùn)行,而不再需要承擔(dān)服務(wù)器管理的負(fù)擔(dān)。

然而,F(xiàn)aaS模式也并非沒有缺陷,其中最為人詬病的便是“冷啟動(dòng)”問題。所謂冷啟動(dòng),是指當(dāng)請求被調(diào)度到某個(gè)函數(shù)實(shí)例時(shí),如果該實(shí)例在上次執(zhí)行完代碼后已經(jīng)被回收,系統(tǒng)需要先創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例并初始化環(huán)境,才能繼續(xù)執(zhí)行代碼。

相比之下,熱啟動(dòng)則是指函數(shù)實(shí)例未被回收的情況下,直接復(fù)用現(xiàn)有實(shí)例以響應(yīng)請求,這顯然效率更高。因此,冷啟動(dòng)過程常常導(dǎo)致較高的延遲,進(jìn)而影響應(yīng)用的性能。

1.2.問題與挑戰(zhàn)

1.2.1 傳統(tǒng)方案

根據(jù)《Slacker: Fast Distribution with Lazy Docker Containers》一文的分析,鏡像拉取過程占據(jù)了容器啟動(dòng)時(shí)間的76%,然而實(shí)際啟動(dòng)時(shí)只有6.4%的數(shù)據(jù)會(huì)被讀取。這一現(xiàn)象揭示了傳統(tǒng)容器鏡像格式和拉取方式在使用overlay文件系統(tǒng)(OverlayFS)時(shí)存在的問題:

過多的時(shí)間花費(fèi)在拉取鏡像上。

拉取了過多無關(guān)的數(shù)據(jù)。

這兩個(gè)問題的根源在于容器鏡像是由一組tgz文件組成,而這些文件作為鏡像層(image layer)存在以下兩個(gè)顯著缺點(diǎn):

提取單個(gè)文件時(shí),需要掃描整個(gè)layer。

同一層多個(gè)文件的提取不支持并行處理。

因此,使用OverlayFS的容器在啟動(dòng)前必須完成所有tgz文件的拉取和解壓,這無疑增加了啟動(dòng)時(shí)間。

針對這些問題,社區(qū)已經(jīng)提出了一些改進(jìn)措施,具有代表性的兩個(gè)解決方案是Stargz和DADI。

1.2.2 已有的改進(jìn)方案

Stargz 是一種容器鏡像加速技術(shù),它采用了 Google的CRFS(Container Registry Filesystem)來重新組織容器鏡像,以便實(shí)現(xiàn)更快的容器啟動(dòng)和更高效的文件檢索。CRFS是一個(gè)只讀的用戶態(tài)文件系統(tǒng),它使用了新的文件格式,使得鏡像層內(nèi)的文件可以被隨機(jī)訪問(seekable)。

wKgZombjtFmAQn84AAPzzr1siN4198.png

stargz架構(gòu)圖

使用Stargz啟動(dòng)容器時(shí),無需拉取所有層到本地,而是遠(yuǎn)程掛載每一層到本地目錄組成rootfs,從而實(shí)現(xiàn)容器的快速啟動(dòng)。容器啟動(dòng)之后的數(shù)據(jù)訪問則是利用FUSE(用戶態(tài)文件系統(tǒng))按需獲取。

DADI(Data Accelerator for Disaggregated Infrastructure)是阿里云針對容器加速的解決方案,DADI 的核心組件是 Overlaybd,這是一種基于塊設(shè)備的鏡像格式,提供了在block-based layer之上的一個(gè)合并視圖,然后通過TCMU在Host上產(chǎn)生一個(gè)SCSI設(shè)備作為rootfs。TCMU(Target Core Module In Userspace),是scsi target的用戶態(tài)實(shí)現(xiàn),用于生成一個(gè)容器 rootfs 的 SCSI 設(shè)備。

wKgZombjtGqAGWgwAAFoCDX0yWg078.png

DADI架構(gòu)圖

使用DADI啟動(dòng)一個(gè)容器時(shí),其也不用拉取所有層到本地,只是基于所有層塊設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)scsi device表示rootfs,實(shí)現(xiàn)容器的快速啟動(dòng)。容器啟動(dòng)之后的數(shù)據(jù)訪問則是由tcmu按需獲取,并且加入了本地緩存和ZFile加速數(shù)據(jù)的讀取。

1.2.3 問題總結(jié)

綜上所述,以上方案在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在以下問題:

傳統(tǒng)OverlayFS容器的冷啟動(dòng)時(shí)間較長,這可能會(huì)對性能敏感的應(yīng)用造成影響,導(dǎo)致較差的用戶體驗(yàn)。

改進(jìn)方案中的用戶態(tài)文件系統(tǒng)需要占用一定的主機(jī)資源,這可能會(huì)對系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生影響。

2.方案介紹

2.1.整體架構(gòu)

為了解決上述問題,我們構(gòu)建了基于DPU的容器冷啟動(dòng)解決方案,以k8s為底座,以存儲(chǔ)為核心,利用DPU的卸載和加速能力,使容器的冷啟動(dòng)更快,占用更少的host資源。整體架構(gòu)如下所示:

wKgaombjtHmAWTHYAAELN5o_0EE615.png

1-4):containerd會(huì)調(diào)用yusur-snapshotter準(zhǔn)備rootfs每一層的內(nèi)容快照,image-mgmt根據(jù)label參數(shù)連接存儲(chǔ),創(chuàng)建spdk bdev。

5-9):到最后一層時(shí),需要?jiǎng)?chuàng)建NVMe subsystem/ctrl/ns,關(guān)聯(lián)spdk bdev,此時(shí)在host側(cè)給相應(yīng)PCI綁定NVMe驅(qū)動(dòng),即可看到對應(yīng)的NVMe disk。

10):yusur-snapshotter查到disk之后,按照不同的鏡像格式生成容器啟動(dòng)的rootfs。

采用本方案啟動(dòng)容器時(shí),首先DPU會(huì)通過NVMe/RDMA的方式連接遠(yuǎn)端存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸,然后通過NVMe PCIE的方式直通給host,最后host基于這個(gè)直通的disk生成rootfs并啟動(dòng)容器。由于云盤原生支持按需讀取的特性,本方案在容器啟動(dòng)過程中無需拉取鏡像,從而顯著加快容器的啟動(dòng)過程。

2.2.方案描述

當(dāng)使用本方案啟動(dòng)容器時(shí),首先需要進(jìn)行鏡像轉(zhuǎn)換,鏡像轉(zhuǎn)換的主要作用是將原始鏡像按照 Lvol(邏輯卷)的方式落地到存儲(chǔ)中,并將鏡像元數(shù)據(jù)推送至鏡像倉庫,供容器啟動(dòng)時(shí)使用。

同時(shí)本方案在鏡像轉(zhuǎn)換時(shí)支持兩種鏡像格式y(tǒng)usur-overlayfs和yusur-overlaybd。yusur-overlayfs和原生的鏡像格式一樣,按照overlay的方式生成rootfs,主要用于兼容overlay的場景;yusur-overlaybd以塊設(shè)備的方式作為rootfs,原生支持可寫層和理論上性能較overlayfs好。

2.2.1.鏡像轉(zhuǎn)換

鏡像轉(zhuǎn)換主要責(zé)任是基于SPDK snapshot機(jī)制把原生鏡像按需轉(zhuǎn)換成以上兩種格式的鏡像,鏡像數(shù)據(jù)存到存儲(chǔ),元數(shù)據(jù)存到鏡像倉庫。鏡像轉(zhuǎn)換有兩種工作模式:普通模式和DPU模式。在DPU模式下,能利用DPU的加速能力,可以顯著加快鏡像轉(zhuǎn)換的速度。

普通模式的架構(gòu)如下圖所示,其組件主要包含image-ctrl,attacher service,opi-spdk-bridge和原生spdk。

wKgaombjtICACcfIAAC1zde-Zvo371.png

紅色線條表示數(shù)據(jù)走向,job拉取原鏡像層數(shù)據(jù),按不同鏡像格式寫到nbd設(shè)備中。各個(gè)組件的作用如下:

Image-ctrl,鏡像控制器:接收鏡像轉(zhuǎn)換yaml,創(chuàng)建轉(zhuǎn)換job。job負(fù)責(zé)創(chuàng)建塊存儲(chǔ),調(diào)用attach service創(chuàng)建和克隆lvol,完成鏡像層數(shù)據(jù)寫入lvol和推送轉(zhuǎn)換后鏡像元數(shù)據(jù)至倉庫。

Attacher service:對opi-bridge操作的抽象,對上提供opi-bridge的能力

Opi-spdk-bridge:對接原生SPDK的opi-bridge,提供原生SPDK的基本操作

SPDK:原生SPDK提供快照,克隆的能力

DPU模式的架構(gòu)如下圖所示,其組件主要包含image-ctrl,image-mgmt,attacher ,opi-bridge和DPU spdk。

wKgZombjtImADdw5AADELDsKEcI131.png

紅色線條表示數(shù)據(jù)走向,job拉取原鏡像層數(shù)據(jù),按不同鏡像格式寫到NVMe disk中,各個(gè)組件的作用如下:

Opi-bridge:提供不通DPU的存儲(chǔ)能力API

SPDK:不同DPU的SPDK 服務(wù),提供NVMe disk的模擬功能

2.2.2.鏡像格式

使用兩種鏡像創(chuàng)建容器時(shí),處理流程基本一致,差異在鏡像數(shù)據(jù)的組織方式和rootfs的組成方式,yusur-overlayfs鏡像格式如下所示。

wKgaombjtJCAJn-7AADNahkGoW0731.png

如上圖所示,鏡像X:A完成鏡像轉(zhuǎn)換之后,生成數(shù)據(jù)A,鏡像X:B在轉(zhuǎn)換時(shí)直接使用這部分?jǐn)?shù)據(jù),鏡像X:B其他數(shù)據(jù)基于克隆的lvol寫入。共享數(shù)據(jù)可以包含一個(gè)或多個(gè)lvol,它們之間也是通過clone鏈接在一起。

wKgZombjtJeAcMICAADAxFIjpHQ968.png

yusur-overlaybd的鏡像格式如下圖所示,與yusur-overlayfs鏡像每層數(shù)據(jù)寫到lvol不同目錄的方式不同,yusur-overlaybd的鏡像數(shù)據(jù)會(huì)直接寫入lvol。

兩種鏡像格式的rootfs組成如下圖所示。

wKgaombjtJ-Ac0POAABDbGv-9Uc225.png

yusur-overlaybd以nbd設(shè)備作為rootfs,不用額外的可寫層;而yusur-overlayfs是以塊設(shè)備中的多個(gè)目錄作為lowerdir,然后加一個(gè)可寫層作為upperdir構(gòu)成rootfs。

2.2.3.容器啟動(dòng)

容器啟動(dòng)流程請參考”整體架構(gòu)”章節(jié)。當(dāng)用轉(zhuǎn)換鏡像啟動(dòng)容器時(shí),containerd會(huì)根據(jù)鏡像元數(shù)據(jù)生成一些labels,這些labels會(huì)作為參數(shù)傳遞給yusur-snapshotter,yusur-snapshotter會(huì)根據(jù)這些labels,創(chuàng)建不同的存儲(chǔ)target。

目前支持兩種形式的存儲(chǔ)target,本地AIO和遠(yuǎn)程N(yùn)VMe-OF,NVMe-OF同時(shí)又支持兩種連接方式NVMe/TCP和NVMe/RDMA。在容器啟動(dòng)過程中主要涉及以下組件yusur-snapshotter,image-mgmt service和attacher service,作用如下:

Yusur-snapshotter:實(shí)現(xiàn)containerd的snapshotter接口,負(fù)責(zé)準(zhǔn)備容器啟動(dòng)的rootfs

Image-mgmt service:和snapshotter交互,以AIO或NVMe-OF的方式創(chuàng)建和掛載塊設(shè)備。

3.方案測試結(jié)果

3.1.功能測試

3.1.1.鏡像轉(zhuǎn)換

創(chuàng)建鏡像轉(zhuǎn)換CR之后,控制器就會(huì)創(chuàng)建job進(jìn)行鏡像轉(zhuǎn)換。以下是yusur-overlayfs和yusur-overlaybd轉(zhuǎn)換成功的截圖:

wKgaombjtKuADNGWAABU1JwAgxg775.png

轉(zhuǎn)換成功之后,會(huì)更新CR status,blocks會(huì)包含目的鏡像對應(yīng)存儲(chǔ)的卷,多個(gè)卷之間是以clone的方式遞進(jìn),以yusur-overlayfs為例,如下所示:

apiVersion: iaas.yusur.io/v1
kind: ImageConvertor
metadata:
name: nginx-latest-overlayfs
namespace: image-mgmt
spec:
destImage: harbor.yusur.tech/cidg/img_test/nginx:latest-yusur-overlayfs
imageMode: overlayfs
sourceImage: harbor.yusur.tech/cidg/img_test/nginx:latest
virtualSizeByGB: 100
status:
blocks:
- global-ba870cf5-6c3c-4cf6-95f3-d3963086b4e9
- local-e39cacaa-5c3e-4676-a014-d513a1ca0c09
- soldier-f64acdbb-4255-4999-81f8-652e1741120f
imageMode: overlayfs
ready: true

轉(zhuǎn)換成功之后,目的鏡像會(huì)推送至鏡像倉庫,其作用是在容器啟動(dòng)時(shí),提供存儲(chǔ)相關(guān)的元數(shù)據(jù),如下所示:

wKgZombjtLSAHajqAADQhnKqm7A936.png

Annotation中包含該層所在的塊設(shè)備,鏡像格式,文件系統(tǒng)等信息,這些信息會(huì)作為labels傳遞給yusur-snapshotter。

3.1.2.Pod啟動(dòng)

pod啟動(dòng)之后,可以查看rootfs組成,如下所示:

wKgaombjtLuAckeOAAD8Rl8tHn4105.png

Yusur-overlayfs:

wKgZombjtMOAfNsfAAFKw-nR23o290.png

overlayfs格式的鏡像,塊設(shè)備中包含鏡像的每一層數(shù)據(jù),掛載后把相關(guān)層目錄,bind到對應(yīng)的snapshot,構(gòu)成overlay的lowerdir。

wKgZombjtM-AF9yoAACVhQA_Rpg734.png

Yusur-overlaybd:

overlaybd格式的鏡像, 塊設(shè)備中包含鏡像的rootfs;沒有把塊設(shè)備直接作為容器啟動(dòng)的rootfs,考慮到還需要一個(gè)可寫層,所以基于塊設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)qcow2的本地文件,然后本地文件通過nbd暴露出來,作為容器啟動(dòng)的rootfs和可寫層。

3.2.性能測試

性能測試包括5種方案,本方案提供了其中的兩種yusur-overlayfs/NVMe/RDMA和yusur-overlaybd/NVMe/RDMA。yusur-overlayfs/NVMe/RDMA表示鏡像格式是yusur-overlayfs,存儲(chǔ)target是NVMe-OF,連接方式是RDMA;yusur-overlaybd/NVMe/RDMA同yusur-overlayfs,只是鏡像格式不同。

3.2.1.Containerd下的容器啟動(dòng)耗時(shí)測試

我們將測試整個(gè)容器啟動(dòng)過程中的時(shí)間消耗,具體分為三個(gè)階段:鏡像拉取、容器創(chuàng)建和服務(wù)ready。

wKgZombjtViAQESXAAHhQ0wHvoc552.png

如上圖所示,縱坐標(biāo)表示容器ready時(shí)間(單位:秒),橫坐標(biāo)表示鏡像名稱。由于此場景只是去掉了k8s的影響,結(jié)論同2.2.1, 如下:

本方案的yusur-overlayfs較overlayfs有63%的性能提升,因?yàn)椴挥美∷袛?shù)據(jù)到本地;

本方案的yusur-overlaybd較DADI overlaybd有34%的性能提升,是因?yàn)楸痉桨竔o路徑更短。

wKgaombjtWaAKyxsAAHLnv0Q7G0661.png

如上圖所示,可以得出如下結(jié)論:

overlaybd鏡像拉取是最快的,因?yàn)閛verlaybd在這個(gè)過程中只生成TCMU的config文件;

本方案的兩種方法都較overlaybd慢,是因?yàn)楸痉桨冈阽R像拉取中需要掛載云盤。

stargz也比overlaybd慢,是因?yàn)閟targz在鏡像拉取中需要掛載用戶態(tài)文件系統(tǒng)

wKgZombjtXCARpOqAAHYTZU8cmQ017.png

如上圖所示,可以得出如下結(jié)論:

由于 OverlayFS 的數(shù)據(jù)已經(jīng)在本地,因此 OverlayFS 的容器創(chuàng)建時(shí)間僅包括 runc 的操作以及啟動(dòng)命令的時(shí)間。

本方案的兩種方法中,容器創(chuàng)建時(shí)間較高,因?yàn)楸痉桨傅?rootfs 基于 DPU 提供的云盤,yusur-snapshoter 需要?jiǎng)?chuàng)建 NVMe 系統(tǒng)(前端)并執(zhí)行找盤操作。

stargz 在 CentOS 上消耗的時(shí)間較多,是因?yàn)?stargz 需要預(yù)加載(在這里需要預(yù)拉取 80M 的數(shù)據(jù),主要時(shí)間消耗在這里)。

對于 overlaybd,由于其原理上與本方案基本相同,都是利用文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按需拉取,因此時(shí)間上基本差不多。

wKgaombjtX6AAwxiAAHqjQPwj9U173.png

如上圖所示,可以得出如下結(jié)論:

容器gcc消耗時(shí)間基本沒有,是因?yàn)間cc啟動(dòng)命令只是執(zhí)行了gcc --version,這個(gè)在容器創(chuàng)建時(shí),已經(jīng)就執(zhí)行完了

OverlayFS 的耗時(shí)最短,因?yàn)樵阽R像拉取階段,鏡像數(shù)據(jù)已經(jīng)被下載并存儲(chǔ)在本地

Stargz由于前一過程預(yù)拉取了部分?jǐn)?shù)據(jù),所以總體時(shí)間上略高于OverlayFS。

本方案的 yusur-overlaybd 優(yōu)于 overlaybd,主要是因?yàn)樗诤笃跀?shù)據(jù)讀取方面表現(xiàn)更佳。與 overlaybd 需要通過 TCMU 定位文件偏移量并使用 HTTP Range Request 向 registry 請求數(shù)據(jù)的方式不同,本方案直接通過內(nèi)核 VFS,并采用 NVMe/RDMA 的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,因而具有更低的延遲。

本方案的 yusur-overlayfs 相較于 stargz 和 overlayfs 表現(xiàn)稍遜,主要原因在于 overlayfs 的數(shù)據(jù)已存儲(chǔ)在本地,而 stargz 在容器啟動(dòng)前已完成熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)提取,而本方案則缺少數(shù)據(jù)預(yù)提取這一過程。

3.2.2.鏡像轉(zhuǎn)換耗時(shí)測試

由于兩種鏡像格式相差不大,故采用 yusur-overlayfs 作為對比,測試結(jié)果如下所示:

wKgaombjtYmAZek_AAGqmaUzwP8406.png

如上圖所示,縱坐標(biāo)表示不同模式下鏡像轉(zhuǎn)換時(shí)間(單位:秒),橫坐標(biāo)表示鏡像名稱??梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論:

基于DPU的鏡像轉(zhuǎn)換方案可以降低鏡像轉(zhuǎn)換的時(shí)間,但是效果不是太明顯。不明顯的原因是受制于后端存儲(chǔ)CEPH,導(dǎo)致RDMA發(fā)揮不出優(yōu)勢。

3.3.資源消耗測試

3.3.1.CPU消耗測試

stargz兩次測試結(jié)果:如圖所示,CPU最高使用率20.17%,平均使用率4.22%。

wKgaombjtZOAHqU4AAE-HUiFPmA624.png

overlayfs兩次測試結(jié)果:如圖所示,CPU最高使用率14.77%,平均使用率2.78%。

wKgZombjtZmATrQtAAGJz9r8FUw581.png

overlaybd兩次測試結(jié)果:如圖所示,CPU最高使用率11.4%,平均使用率3.27%。

wKgaombjtaqALbNhAAEROoJvqzw461.png

yusur-overlayfs兩次測試結(jié)果:如圖所示,CPU最高使用率7.66%,平均使用率1.95%。

wKgZombjtbGAAuuTAAEN7kkuJ68664.png

yusur-overlaybd兩次測試結(jié)果:如圖所示,cpu最高使用率10.02%,平均使用率2.17%。

wKgaombjtbeAac0kAAEdfwuF17I090.png

整體使用率較yusur-overlayfs高,從system使用率觀察可以得出是nbd這一層導(dǎo)致的。

匯總結(jié)果如下:

wKgaombjtcGAHB2kAAGx0r-eds0947.png

從以上所有圖片,得出如下結(jié)論:

本方案的最高CPU使用率最低;

本方案的cpu高利用率維持時(shí)間最短,只有30s左右。

3.3.2.內(nèi)存消耗測試

stargz兩次測試結(jié)果:如圖所示,最高內(nèi)存使用7.67G,平均內(nèi)存使用6.86G。

wKgaombjtdWAMV_xAAC2Nmpq8oY251.png

overlayfs兩次測試結(jié)果:如圖所示,最高內(nèi)存使用5.71G,平均內(nèi)存使用5.16G。

wKgaombjtd2AWfusAADxssjzJ8M704.png

overlaybd兩次測試結(jié)果:如圖所示,最高內(nèi)存使用5.21G,平均內(nèi)存使用4.94G

wKgZombjteOABpSRAADRhTESmgk289.png

yusur-overlayfs兩次測試結(jié)果:如圖所示,最高內(nèi)存使用5.28G,平均內(nèi)存使用4.87G。

wKgaombjtemARAZxAAC4aB-lKD0725.png

yusur-overlaybd兩次測試結(jié)果:如圖所示,最高內(nèi)存使用5.62G,平均內(nèi)存使用5.01G。

wKgaombjtfKAZu6VAAC4LzhVFGw936.png

匯總結(jié)果如下:

wKgZombjtfiABhq1AAERrqzmjZI739.png

從以上所有圖片,得出如下結(jié)論:

本方案的消耗的內(nèi)存最低;

本方案的內(nèi)存高消耗維持時(shí)間最短,只有60s左右。

4.總結(jié)

4.1.測試結(jié)果總結(jié)

在 K8s 場景下,本方案的 yusur-overlayfs 相比于傳統(tǒng)方案 overlayfs,性能提升了 57%;而相比改進(jìn)方案 DADI,yusur-overlaybd 的性能也提升了 20%

在 Containerd 場景下,本方案的 yusur-overlayfs 相比傳統(tǒng)方案 overlayfs,性能提升了 63%;而 yusur-overlaybd 相較于改進(jìn)方案 DADI,性能也提升了 34%。

控制面和數(shù)據(jù)面下沉至 DPU,有效減少了主機(jī)資源的消耗。從測試結(jié)果來看,本方案的 CPU 和內(nèi)存占用率以及持續(xù)時(shí)間均為最低。

從鏡像cypress-chrome(624.2 MiB)、centos(1.3GiB)、tensorflow-notebook(1.7 GiB)的啟動(dòng)時(shí)間看,在本方案中,容器冷啟動(dòng)時(shí)間隨著鏡像大小的增加,其時(shí)間優(yōu)勢變得越加明顯。

從鏡像轉(zhuǎn)換的測試結(jié)果來看,鏡像越大,基于 DPU 的方案在時(shí)間上表現(xiàn)出越明顯的優(yōu)勢,因?yàn)樗軌蚶?DPU 的 RDMA 能力。類推到容器啟動(dòng)過程中,所需的數(shù)據(jù)量越大,本方案的優(yōu)勢也會(huì)越加顯著。

4.2.方案價(jià)值

基于DPU的容器冷啟動(dòng)加速解決方案具有如下價(jià)值:

1、提升服務(wù)響應(yīng)速度和用戶體驗(yàn):在FaaS中,由于函數(shù)實(shí)例是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的,首次調(diào)用函數(shù)時(shí)可能會(huì)遇到冷啟動(dòng)延遲,即容器從停止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)行狀態(tài)所需的時(shí)間??焖倮鋯?dòng)技術(shù)能夠顯著縮短這一時(shí)間,使得用戶請求能夠更快地得到響應(yīng),從而提升用戶體驗(yàn)。

2、提高業(yè)務(wù)吞吐量:快速冷啟動(dòng)使得FaaS平臺(tái)能夠在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)更多的函數(shù)實(shí)例,以應(yīng)對突發(fā)的流量高峰,從而提高業(yè)務(wù)的整體吞吐量。

3、提高系統(tǒng)可用性:在微服務(wù)架構(gòu)和分布式系統(tǒng)中,服務(wù)的快速冷啟動(dòng)可以確保在服務(wù)實(shí)例故障時(shí),能夠迅速恢復(fù)服務(wù),減少服務(wù)中斷時(shí)間,提高系統(tǒng)的整體可用性。

4、提升資源利用效率:控制面和數(shù)據(jù)面下沉至 DPU,有效減少了主機(jī)資源的消耗,這意味著在實(shí)際應(yīng)用場景中,將大大節(jié)省了寶貴的CPU和內(nèi)存資源,讓這些資源能夠被應(yīng)用服務(wù)更高效地利用。

綜上所述,基于DPU的容器冷啟動(dòng)加速解決方案對于提升服務(wù)響應(yīng)速度和用戶體驗(yàn)、提高業(yè)務(wù)吞吐量、提高系統(tǒng)可用性、提升資源利用效率等方面都具有重要的價(jià)值和意義,隨著云原生和無服務(wù)器計(jì)算的不斷發(fā)展,該方案將具有廣闊的應(yīng)用前景。

本方案來自于中科馭數(shù)軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)核心由一群在云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心架構(gòu)、高性能計(jì)算領(lǐng)域深耕多年的業(yè)界資深架構(gòu)師和技術(shù)專家組成,不僅擁有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),還對行業(yè)趨勢具備敏銳的洞察力,該團(tuán)隊(duì)致力于探索、設(shè)計(jì)、開發(fā)、推廣可落地的高性能云計(jì)算解決方案,幫助最終客戶加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型,提升業(yè)務(wù)效能,同時(shí)降低運(yùn)營成本。

審核編輯 黃宇

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