Kubernetes (k8s) has the potential to merge the distributed edge and the cloud but lacks a scheduling framework specifically for edge-cloud systems. Besides, the hierarchical distribution of heterogeneous resources and the complex dependencies among requests and resources make the modeling and scheduling of k8s-oriented edge-cloud systems particularly sophisticated. In this paper, we introduce KaiS, a learning-based scheduling framework for such edge-cloud systems to improve the long-term throughput rate of request processing. First, we design a coordinated multi-agent actor-critic algorithm to cater to decentralized request dispatch and dynamic dispatch spaces within the edge cluster. Second, for diverse system scales and structures, we use graph neural networks to embed system state information, and combine the embedding results with multiple policy networks to reduce the orchestration dimensionality by stepwise scheduling. Finally, we adopt a two-time-scale scheduling mechanism to harmonize request dispatch and service orchestration, and present the implementation design of deploying the above algorithms compatible with native k8s components. Experiments using real workload traces show that KaiS can successfully learn appropriate scheduling policies, irrespective of request arrival patterns and system scales. Moreover, KaiS can enhance the average system throughput rate by 14.3% while reducing scheduling cost by 34.7% compared to baselines.


翻译:Kubernetes (k8s) 具有合并分布式边缘和云层的潜力,但缺乏专门用于边缘云层系统的列表框架。此外,由于不同资源的等级分布以及请求和资源之间的复杂依赖性,使K8s导向的边缘云层系统的建模和时间安排特别复杂。在本文件中,我们为这种边缘云层系统引入了一个基于学习的列表框架KaiS,以改进请求处理的长期吞吐率。首先,我们设计了一个协调的多试剂行为体-捷克算法,以满足边缘群内的分散式请求发送和动态发送空间。第二,对于不同的系统规模和结构,我们使用图形神经网络嵌入系统信息,并将嵌入的结果与多个政策网络相结合,通过渐进式的时间安排来降低交响度。最后,我们采用了一个双时间级的列表机制,以协调请求发送和服务调控件,并介绍与本地 k8s 组件兼容的上述算法的实施设计。 使用实际工作量追踪表明,KaiS能够成功地学习适当的列表政策,而不管申请抵达模式和系统基准比例如何降低14 % 。KAS 将提高平均成本。

1
下载
关闭预览

相关内容

知识与信息系统(KAIS)为研究人员和专业人员提供了一个国际论坛,以分享他们的知识并报告与知识系统和高级信息系统相关的所有主题的最新进展。每月的同行评审的档案杂志出版最新的研究报告在KAIS的新兴主题,在相关领域的重要技术的评论,和一般读者感兴趣的应用论文。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/kais/
专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
88+阅读 · 2020年12月2日
专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月12日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
6+阅读 · 2018年4月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
spinningup.openai 强化学习资源完整
CreateAMind
6+阅读 · 2018年12月17日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Andrew NG的新书《Machine Learning Yearning》
我爱机器学习
11+阅读 · 2016年12月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员