面向高效资源管理的弹性微服务架构自动扩缩容
分布式、并行与集群计算
2025-06-09 v1
摘要
水平 Pod 自动扩缩容器(HPA)是管理微服务架构资源分配以处理波动工作负载的关键组件。然而，传统 HPA 未能解决由故障、网络攻击、维护及其他运营挑战导致的资源 disruption。这些 disruption 会导致资源浪费、服务不可用以及 HPA 性能 degradation。为解决这些挑战，我们扩展了先前关于 Smart HPA 的工作，提出 SecureSmart HPA，为微服务架构提供弹性且资源高效的自动扩缩容。SecureSmart HPA 监控微服务资源需求、检测 disruption、评估资源浪费，并动态调整扩缩容决策以增强自动扩缩容操作的韧性。此外，SecureSmart HPA 启用了微服务之间的资源共享，在资源受限环境下优化扩缩容效率。在不同 disruption 严重程度下的实验评估（分别为 25%、50% 和 75% 资源浪费）表明，SecureSmart HPA 在各种 disruption 程度下均表现有效。它在 CPU 超额使用上实现了最高 57.2% 的降低，在资源分配上实现了 51.1% 的提升，凸显了其在波动且资源受限环境下提供弹性和高效扩缩容操作的能力。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.05693,
title = {Resilient Auto-Scaling of Microservice Architectures with Efficient Resource Management},
author = {Hussain Ahmad and Christoph Treude and Markus Wagner and Claudia Szabo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05693},
year = {2025}
}