Оценка характеристик модели распределенных транзакционных приложений с микросервисной архитектурой и параллельными узлами

Аннотация

Введение: микросервисная архитектура, позволяющая создавать приложения как набор независимых микросервисов для совместной работы над выполнением некоторого общего клиентского запроса, стала в последнее время основой, или даже стандартом, для развертывания сложных систем, затрагивающих множество физических структур и устройств. Кроме того, внедрение в подобные системы, особенно системы с высокой загрузкой, параллельные сценарии обслуживания, позволяет повысить их эффективность и производительность. Цель: разработать математическую модель распределенных транзакционных приложений с микросервисной архитектурой и параллельными узлами и оценить такой показатель ее функционирования, как среднее время отклика. Результаты: представлена математическая модель распределенных транзакционных приложений с микросервисной архитектурой в виде сети массового обслуживания с последовательными узлами, один из которых имеет параллельную структуру с несколькими подузлами, число которых больше двух. На основе метода декомпозиции для анализа сетей массового обслуживания предлагается подход к оценке среднего времени отклика рассматриваемой системы с использованием известных результатов для оценки отдельных узлов сети типа G/G/1, а также узлов с разделением и параллельным обслуживанием. Результаты вычислительных экспериментов позволяют сделать выводы о допустимости использования предложенного подхода, а также получить рекомендации относительно применимости формул для различных уровней загруженности системы, в частности тех, для которых средняя погрешность аппроксимации не превышает 10 %. Практическая значимость: предложенная в работе модель и метод ее исследования могут быть использованы для первичной оценки и прогнозирования среднего времени отклика транзакционных приложений с параллельными узлами при разных уровнях загруженности системы и, как следствие, способствовать поддержанию необходимого качества обслуживания пользователей транзакционных приложений.