基于Kubernetes和WASM的调度系统的设计与实现

作     者：王文学 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖俊;许涛

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：云计算 Kubernetes WebAssembly 容器调度 

摘      要：以Kubernetes加容器技术的应用发布部署方案,已经成为了云原生时代下应用的标准部署方式。但伴随着边缘计算、物联网、函数计算等技术的发展,容器化应用的秒级启动速度以及资源利用率难以满足上述场景的需求。本文针对当下的现状,提出了一个基于Kubernetes加Web Assembly的应用启动加速系统,以解决传统容器化应用启动速度慢、资源利用率低的问题。本系统的核心主要是使用Web Assembly应用替代容器化应用,实现Kubernetes对Web Assembly应用的调度。该系统通过利用Web Assembly应用启动速度快的优势,实现了应用的毫秒级冷启动,在加速应用启动的同时,减少了容器应用热备份带来的资源浪费,满足了函数技术、物联网等新兴技术对应用启动速度的毫秒级需求。另外,系统保持了原有容器应用的打包和发布方式,用户可以按照传统容器应用的发布方式发布Web Assembly应用,做到了对传统部署运维体系的无感接入。与此同时,系统提供了一套标准的应用程序编程接口,拓展和丰富了Web Assembly应用的编程能力,让Web Assembly应用可以实现网络编程等高级特性,提升了Web Assembly在生产实践中的可用性。本文根据系统的整体设计给出了测试方案。首先对各个功能模块进行了功能验证,并对系统的整体性能进行了测试。最后对功能和性能的测试结果进行了分析,证实系统达到了预期的效果。