Perpustakaan Digital ITB

Arsitektur microservice rentan terhadap partial failure dan amplifikasi antrean saat beban memuncak. Pada service mesh, pola circuit breaker (CB) lazim dipakai sebagai mekanisme fail-fast, namun sebagian besar pendekatan menempatkan deteksi dan enforcement CB di user space, sehingga keputusan CB baru berdampak setelah traffic menempuh seluruh lintasan pemrosesan proxy dan menambah latency serta overhead. Penelitian ini mengusulkan Kernel-Assisted Circuit Breaker (KA-CB), yaitu filter berbasis extended Berkeley Packet Filter (eBPF) yang memisahkan policy di user space dari enforcement yang dipindahkan ke tingkat kernel melalui hook XDP dan TC, sehingga memproses permintaan lebih dini dan bersifat melengkapi, bukan menggantikan, CB user space. Prototype dievaluasi pada service mesh berbasis Istio mengikuti Design Science Research Methodology (DSRM) melalui controlled experiment yang membandingkan Istio, Linkerd, dan Cilium sebagai baseline dengan Istio yang dipadukan KA-CB, pada skenario transient overload dan noisy neighbors dengan workload Online Boutique di Google Kubernetes Engine, masing-masing sepuluh run dan diuji secara non-parametrik disertai ukuran efek. Istio-kacb-hybrid mencatat latency terendah pada seluruh sel, dengan penurunan p95 sekitar 65-70% terhadap istio-baseline yang signifikan dan berukuran efek besar serta setidaknya setara dengan linkerd-baseline. Penggunaan CPU sidecar dan laju context switch turun sekitar 13-24% secara neto, dengan peningkatan memori kecil sekitar 4-5%. Keunggulan tersebut menyertai satu trade-off, yaitu success rate istio-kacb-hybrid merupakan yang terendah, sekitar 50-51% dibandingkan 65-82% pada ketiga baseline, sehingga perbaikan latency dibaca sebagai pertukaran antara latency dan ketersediaan layanan dan bukan perbaikan tanpa syarat. Kebaruan penelitian terletak pada relokasi enforcement CB ke data path kernel sementara policy tetap di user space, yang memperluas pola eBPF network function ke ranah operasi resiliensi.