KUBEDIRECT：为无服务器计算释放集群管理器的全部潜力
分布式、并行与集群计算
2026-01-28 v1
摘要
FaaS 平台依赖 Kubernetes 等集群管理器进行资源管理。Kubernetes 因其以状态为中心的 API 而广受欢迎，这些 API 将控制平面解耦为模块化控制器。然而，为应对突发的大量 FaaS 实例而进行横向扩展时，消息传递成为主要瓶颈，因为控制器必须通过 API 服务器交换大量状态。现有解决方案选择彻底重新设计集群管理器，但代价是与现有生态系统不兼容，且需要巨大的工程投入。我们提出了 KUBEDIRECT，一个基于 Kubernetes 的 FaaS 集群管理器。我们发现，FaaS 平台中存在一个共同的“窄腰”结构，这使我们能够同时实现高效性和外部兼容性。我们的洞见是，该窄腰的顺序结构消除了对单一事实来源的需求，允许我们绕过 API 服务器进行直接消息传递以提高效率。然而，我们的方法在控制器间引入了一组临时状态，由于缺乏集中式协调，这使得强制实现端到端语义变得困难。KUBEDIRECT 采用了一种新颖的状态管理方案，将窄腰用作分层写回缓存，确保了一致性并收敛到期望状态。KUBEDIRECT 可以无缝集成到 Kubernetes 中，每个控制器仅增加约 150 行代码。实验表明，KUBEDIRECT 的服务延迟比 Knative 降低了 26.7 倍，并且性能与当前最先进的彻底重新设计的平台 Dirigent 相当。
引用
@article{arxiv.2601.19160,
title = {KUBEDIRECT: Unleashing the Full Power of the Cluster Manager for Serverless Computing},
author = {Sheng Qi and Zhiquan Zhang and Xuanzhe Liu and Xin Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19160},
year = {2026}
}
备注
Accepted by NSDI'26