Compositional Coordinated Resource Provisioning in Workflows With Stochastic Durations

Laura Carnevali

doi:10.1109/TPDS.2025.3585821

2025-09-01

DOI：10.1109/TPDS.2025.3585821

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在组合服务的性能工程中，协同供应可以减少满足端到端响应时间目标所需资源的数量。为此，需要考虑应用程序架构的各个方面，特别是包括基本服务组合中的优先级约束，以及它们的持续时间和对供应资源扩展的敏感性。我们针对具有一般分布（即包括非指数分布）的随机持续时间的元素服务的资源协同供应。我们在工作流中组合服务，其中优先级约束定义了一个有向无环图（DAG），并且端到端（E2E）响应时间的分布受服务水平目标（SLO）的约束。我们利用服务性能的代理模型，假设工作流请求的工作负载较低（即单请求场景），并且服务持续时间与供应资源成反比。给定总资源量，我们的方法通过利用组合方法和使用随机有序近似来管理非良好嵌套优先级DAG中的依赖关系，推导出优化工作流E2E响应时间分布的服务供应。然后，该方法根据需要增加或减少供应资源，以确定满足SLO所需的最小资源量，同时将剩余资源用于水平扩展，以便在高工作负载下管理多个工作流请求。实验考虑了低工作负载和高工作负载场景、基本服务持续时间与供应资源之间的不同关系，以及来自基准或使用受控统计信息随机生成的不同工作流拓扑，使用来自文献数据集的基本服务持续时间。结果表明，该技术对于包含上千个服务的工作流也是可行的，并且在使用相同资源量拟合SLO和最小化满足SLO所需资源量方面优于其他供应方法。

Keyword:

Coordinated resource provisioning

composed services

end-to-end response time

non-Markovian durations