ChaosMeta for AI：混沌工程让 AI 稳定性更上一层楼

作者：刘凇杉

在今天的 AI 时代，AI 系统的架构愈发复杂，其稳定性、资源利用率以及故障自愈能力也显得尤为重要。如果我们在实际运行中遇到问题再去修复，不仅成本高，还会对用户体验造成影响。混沌工程则是通过主动暴露和解决系统脆弱性，极大提升系统的韧性。而 ChaosMeta，作为蚂蚁集团开源的混沌工程平台，正在为 AI 系统的稳定性提供全方位保障。

什么是混沌工程？

混沌工程的核心思想是“通过在真实环境中引入故障，评估和提升系统的稳定性”。在实际应用中，这意味着通过故意制造各种错误和故障，观察系统的表现，从而找出和修复系统的脆弱点。随着 AI 系统逐渐成为现代技术的支柱，混沌工程的应用范围也在不断扩展。

AI 系统为何需要混沌工程？

在探讨 ChaosMeta 如何助力 AI 系统稳定性之前，我们首先来了解一下 AI 系统常见的故障类型及危害：

• 基础设施层：包括 GPU 硬件故障、网络通信故障、存储异常等。这些问题可能会导致模型训练中断、性能下降。

• 大模型训练层：资源交付问题、网络问题、代码 Bug 等。训练任务一旦出现问题，可能需要耗费大量时间和资源重新启动。

• 推理层：推理过程中的配置问题、大流量压力、中间件异常等。这些故障可能直接影响在线服务的响应速度和准确性。

• AI Agent 层：包括显示问题、服务不可用等。这些问题直接影响用户体验，进而影响产品口碑和用户留存率。

通过混沌工程，我们可以在系统开发和运维阶段主动发现这些隐患，确保系统能在意外情况下平稳运行。

ChaosMeta 的核心功能

ChaosMeta 平台提供了多种故障模拟和实验工具，帮助开发者和运维团队系统地测试和提升 AI 系统的稳定性。

基础设施层：确保底层架构稳如磐石

1. GPU 异常：ChaosMeta 能够模拟各种 GPU 节点故障，如硬件故障、掉卡、温度和功耗异常等，通过这些测试，平台可以检验在 GPU 出现问题时的应对策略。

2. XID 事件注入：模仿 GPU 内部各种错误。

3. 功耗和温度异常：考察硬件的过热和功耗激增情况下的表现。

4. 存储异常：如存储 IO 限速和挂起，通过这些故障演练，提升平台在存储异常情况下的应对能力，确保即使存储系统出现问题，上层应用依旧能平稳运行。

5. IO 燃烧和挂起：模拟存储 IO 操作的抑制和停止。

6. 网络：模拟网络丢包情况，验证系统在网络异常（如延迟和包丢失）情况下的容错和自愈能力。

7. 网络丢包和延迟：检验数据传输的稳定性和鲁棒性。

大模型训练层：保障训练任务顺利进行

1. 任务管理：模拟任务失败、任务重试等场景，确保训练任务能在异常情况下稳定运行。

2. 任务暂停和失败注入：考察任务管理在任务中断、重启时的处理策略。

3. 资源分配：模拟资源不足的情况，确保系统能够合理调度资源，避免训练任务因资源不足而中断。

4. 大量 Pending Pod 注入：测试多任务争抢资源情况下的调度策略。

5. 监控和日志：通过自定义监控和日志注入，提升对训练过程异常的实时监测和处理能力。

6. 自定义日志和监控注入：确保系统能够通过日志和监控数据及时发现问题。

推理层：确保推理服务高效可靠

1. 任务管理：在高并发、大流量情况下，模拟任务超时、资源占用过高等情况，考察系统在压力下的表现。

2. 海量任务注入：测试系统在流量激增时的鲁棒性和性能。

3. 监控体系：通过特征容量监控注入，考察系统在高压情况下的监控和告警能力。

4. 实时特征监控：考察推理过程中的性能和稳定性。

AI Agent 层：提升用户体验的最后一公里

1. 输出内容：模拟历史已发生的故障，如输出乱码，通过注入代码篡改故障，检验系统的容错能力，确保终端用户看到的是稳定可用的内容。

2. 任意代码篡改：模拟意外代码修改对输出的影响。

3. 输入内容：通过对抗性样本测试，确保模型的合规合法，符合伦理道德标准。

4. 对抗性样本输入：测试模型在陌生或恶意输入下的表现。

5. 网络异常：模拟网络请求失败、延迟等情况，直接对客用户，确保在网络波动时，服务依旧保持高可用性。

6. 网络端口占有和延迟注入：考察系统在网络异常下的表现和容错能力。

结束语

1. 混沌工程不仅仅是技术过关的利器，更是 AI 系统完美运转的“防火墙”。ChaosMeta 通过全方位、多层次的故障注入和演练，帮助 AI 系统在复杂多变的环境中维持高稳定性。

2. 结合混沌工程的思想，我们不仅可以在开发阶段找到和修复问题，还能在运维阶段持续提升系统的鲁棒性。在这个高速发展的 AI 年代，ChaosMeta 将为 AI 系统提供稳定性保障，让 AI 系统走得更远、更稳。

3. 抽空试试 ChaosMeta，也许下一个故障发生时，你会发现，原来一切尽在掌握。