ALPS

阿爾卑斯山：無服務器功能的自適應學習，優先操作系統調度程序

概述

歡迎使用阿爾卑斯山計劃項目。我們的創新內核調度程序旨在增強功能 - 服務（FAAS）工作負載的性能，這些功能以其拼寫，高度並發和爆發性質而聞名。現有的OS調度程序（例如Linux完全公平的調度程序（CFS））通常無法滿足無服務器功能的獨特需求，尤其是那些執行時間較短的功能。阿爾卑斯山通過使用CFS上的穩健框架近似剩餘過程時間（SRPT）的原理來解決這一挑戰，並提供動態的，應用吸引的OS調度解決方案。

入門說明

對於ATC'24 Artifact評論，為了節省審閱者的努力，我們強烈建議審稿人使用我們專用的開發機器。我們將提供支持，以確保審閱者在整個工件審核過程中都可以完全訪問機器。

需要操作系統

我們已經基於Linux內核版本5.18-RC5實現了ALP。您必須在內核上編譯並運行阿爾卑斯山。我們建議基於Ubuntu 22.04 LTS構建內核。

需要軟件

用於構建阿爾卑斯山的確切軟件如下：

• 海灣合作委員會
  • 版本：11.4
• 去
  • 版本：1.21.10
• bpftool
  • 版本：5.14.0
• Schedtool
  • 版本1.3.0

此外，我們修改並提供精確的軟件二進製文件來運行FAAS服務。

• Docker
  • Docker客戶端
    • 版本：20.10.25
  • Dockerd
    • 版本：20.10.25
  • runc
    • 版本：1.1.10
  • 容器：
    • 版本1.6.24
• Openlambda：
  • Commmit Hash：92FBDFE

分步安裝

GCC安裝

 apt update -y
sudo apt install build-essential
gcc --version 

進行安裝

下載GO語言二進制檔案

 wget https://go.dev/dl/go1.21.10.linux-amd64.tar.gz
sudo tar -xvf go1.12.linux-amd64.tar.gz
sudo mv go /usr/local

設置GO環境，包括GOROOT和GOPATH 。將環境變量添加到~/.profile profile。

 export GOROOT=/usr/local/go
mkdir $HOME/project
export GOPATH=$HOME/project
export PATH=$GOPATH/bin:$GOROOT/bin:$PATH

驗證安裝

 ~$ go version
~$ go version go1.21.10 linux/amd64

bpftool

克隆bpftool存儲庫並構建以下安裝指令

 git clone --recurse-submodules https://github.com/libbpf/bpftool.git

Schedtool

APT安裝Schedtool

 sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y schedtool

Docker

克隆阿爾卑斯座存儲庫，並將Docker二進製文件複製到/usr/sbin

 git clone https://github.com/fishercht1995/ALPS.git
cd docker_binaries
cp binary-client/* /usr/bin/
cp binary-daemon/* /usr/bin/

Openlambda

建立工人形象

 cd experiments && make imgs/lambda

我們修改OpenLambda以支持Alps JSON配置模式。我們提供ol二進製文件和experiments/中的配置文件的示例。除了OL配置外，阿爾卑斯山還允許用戶定義函數meta以區分內核中的調度如下：

 "seal_priority": "Function UID",
"function_name" : "Function Name",

你好示例

啟動Docker服務

 cd experiments && ./docker.sh

運行Alps前端調度程序

 cd frontend && python main.py

構建和運行阿爾卑斯山後端

 mv LINUX_SOURCE /Linux
cd backend
make bpf && make alps
./alps.o

運行Openlambda

 cd experiments && ./ol worker --path={PATH}

現在調用你的lambda

 curl -X POST http://localhost:5002/run/fib 
     -H "Content-Type: application/json" 
     -d '{"n":"30", "id":"20", "job":"fib"}'

詳細說明

為了測試阿爾卑斯山的性能，我們提供了一些輔助腳本，首先是啟動和刪除多個功能：

 cd experiments
./init_function.sh # init functions
./delete_function.sh # delete function workers

然後開始前端和後端。

 cd frontend && python3 main.py --alpha 1 --beta 1 --ml avg --exp_result ../experiments/seals
cd backend && ./alps.o

提交HTTP客戶端的基準請求

 go build run.go
cd http_client && ./test.sh 

消融研究

前端調度程序提供兩個參數來控制策略微調。在授予政策微調的情況下啟用了

 python3 main.py

用戶可以通過

 python3 main.py --unpred --overload 

靈敏度分析

用戶可以控制策略參數

 python3 main.py --alpha 1 --beta 1 --theta 50 --gamma 1

用戶還可以通過

 python3 main.py --ml avg
python3 main.py --ml LR

測試不同的工作量

要測試不同的跟踪工作負載，請在HTTP_CLIENT文件夾中替換工作量文件（EXP）。默認情況下，工作負載是由華為跟踪生成的，我們在同一文件夾中提供了Azure生成的工作負載（Azure）。