[發明專利]一種容器無感知啟動方法及系統

在審

• 申請號: 202111676853.3
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114518935A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 陳興亮;高原;顧文杰;丁雨恒;馬德超;顧雯軒;董子奇;陳泊宇;符鵬;陳旻昱;湯雨豪;劉威;鄭磊
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/50;G06K9/62
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 范青青

本發明公開了一種基于serverless平臺的容器無感知啟動方法及系統，該方法包括以下步驟：使用解釋器分析用戶請求，將用戶請求發送到冷備或熱備隊列；處理器對冷備隊列和熱備隊列的用戶請求指令進行安全認證，并對通過安全認證的用戶請求進行聚類分析，并將聚類分析后的用戶請求指令轉發到容器管理器；容器管理器負責創建容器、調用觸發函數以及調度容器；資源監視器負責熱備池內容器的創建、更新和關閉，包括合并容器、分解內存或CPU超過閾值的容器，以及周期性啟停容器。與現有技術相比，本發明具有加快容器初始化和依賴程序包加載，且有效節約資源的特點。

技術領域

本發明涉及一種容器無感知啟動方法及系統，屬于云計算技術領域。

背景技術

隨著云計算技術的不斷發展，無服務技術(serverless)已經成為云計算發展的必然趨勢，企業只需向云供應商提供租用資源的費用，即可在有用戶請求到來時占用資源調用服務，沒有用戶請求時不占用任何資源，按照調用次數、時長進行計費，相比傳統的在線服務模式,無服務器計算極大降低了用戶的使用成本，使用戶可以完全不必關注服務器的配置問題從而簡化了開發，以及提供了相比傳統在線服務更好的伸縮性。然而，無服務器采用按需結構,在運行時會刪除空閑的函數實例，因此再次調用該函數時，平臺將重新啟動一個新實例，并重新部署運行環境及軟件代碼，導致服務調用過程中產生大量的函數啟動延遲，嚴重影響無服務器的響應能力。

因此，許多研究者針對無服務的冷啟動問題提出了優化，比如Oakes等人試圖通過將函數所需包緩存在工作節點來減少云函數的啟動時間，并提出共享包緩存，當一個云函數被分配給一個工作節點時，緩存器檢查所需的包是否被緩存了，不足之處是大量緩存包占用了服務資源。Mohan等人采用容器池策略減少冷啟動延遲,他們通過預先運行空容器，從而函數觸發時可直接從容器池中獲取新的容器，無需重新啟動新的容器，但是該方法采用靜態的容器池容量，在函數用戶請求少時會導致資源浪費。Harter等人研究啟動函數實例時所安裝軟件包，從而優先處理必要軟件包實現快速的軟件部署,非必須的軟件包則延遲加載,雖然這種方法可以有效降低實例啟動延遲，但仍舊無法避免冷啟動的出現，難以滿足快速響應型函數的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種容器無感知啟動方法及系統，能夠降低無服務器計算調用的延遲。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種容器無感知啟動方法，所述方法包括：

接收并解析用戶請求，以獲取用戶請求所需依賴的軟件包；

以軟件包的名稱為關鍵字與本地數據庫進行容器信息匹配，根據匹配結果將用戶請求塞入冷備隊列或熱備隊列；

對冷備隊列和熱備隊列的用戶請求進行安全認證，對通過安全認證的用戶請求進行聚類分析，獲取用戶請求的指令類別；

若用戶請求的指令來自熱備隊列，則在熱備池中選擇一個相似度最高且正在運行的容器作為目標容器執行用戶請求的函數事件；

若用戶請求的指令來自冷備隊列，則在冷備池中新建一個容器，并將新建容器調度到熱備池。

結合第一方面，進一步的，根據匹配結果將用戶請求塞入冷備隊列或熱備隊列的方法包括：

若容器信息匹配結果為空，則為該用戶請求貼上屬性值為0的標簽，并將該用戶請求塞入冷備隊列；

若容器信息匹配到n個容器，則為該用戶請求貼上屬性值為n個容器的信息列表的標簽，并將該用戶請求塞入熱備隊列；

其中n＝1,2,3……；容器的信息列表包括：容器CPU信息、內存信息、磁盤空間信息、軟件包數量以及每個軟件包大小。

結合第一方面，進一步的，對通過安全認證的用戶請求進行聚類分析的方法包括：