Lezione 4

Workload Characterization

• Processo che descrive con precisione il workload globale del sistema in termini delle sue componenti principali • Ciascun componente a sua volta è decomposto in termini di componenti basici. • I componenti basici si caratterizzano in workload intensity e in parametri di domanda di servizio per ciascuna risorsa

Global workload

workload component 1 es. transazioni C/S

workload component n (es. accessi Web)

basic component 1.1 (es. transazioni personale)

basic component 1.m (es. transazioni vendite)

basic component n.1 (es. addestramento aziendale)

basic component n.k (es. uso motori di ricerca)

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Con la raccolta di una elevata quantità di dati è difficile avere indicazioni significative, ovvero utilizzarli come input per modelli analitici allo scopo di costruire modelli predittivi, per cui è necessario sintetizzarli. Workload Model

Es: Applicazione web based - accesso ad un DB centrale - si osserva per 1 h e si raccolgono 20000 osservazioni di I/O e di tempi di CPU

(28,68)

(38,171)

(4.5,19)

(39,22)

Problemi legati alla raccolta dei dati

Caso ideale: performance monitor & accounting si utilizzano per determinare i valori dei parametri per ciascun componente basico

Casi reali: gli strumenti necessari per raccogliere i dati basici non sempre sono disponibili, inotre molti strumenti forniscono solo dati aggregati

Allora si ricorre a Benchmark o a ROT

in alcuni casi si può, con un numero limitato di applicazioni, avere informazioni che consentono di caratterizzare il carico

questi casi si realizzano con la costruzione di un “ambiente controllato” Le misure si eseguono in seguito a carichi prodotti da script opportuni che rappresentano richieste a web services Si chiamano Load tester

L’obiettivo è ottenere domande di servizio ai processori, ai banchi di memorie, ai vari web server, così come informazioni sul traffico di rete, quali volume, distribuzione, etc

A questo scopo si usano specifici riferimenti standard come i valori dello SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation)

ESEMPIO Domanda di servizio alla CPU 10 msec – il server ha uno SPEC CINT2000 che vale 431. Che succede se impieghiamo un server con uno SPEC CINT 2000 pari a 518? Beh la domanda di servizio sarà 10 /(518/431)= 8.3 msec. Ovviamente il tipo di applicazione condiziona i risultati. Nel caso di applicazione cpu intensive quindi fortemente basata su aritmetica in virgola mobile userà i SPEC CFP2000. L’ActualSvceDemand= MeasuredSvceDemand x Throughput Ratio ___________________________________________________________ WWW.SPEC.ORG The Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) is a non-profit corporation formed to establish, maintain and endorse a standardized set of relevant benchmarks that can be applied to the newest generation of high-performance computers. SPEC develops benchmark suites and also reviews and publishes submitted results from our member organizations and other benchmark licensees. Documento interessante Jack Dongarra http://www.netlib.org/benchmark/performance.ps

Validazione &Calibrazione

Workload sintetico

Margini di errore tra 10 e 30%

Previsione ( forecasting) di Workload

Esempio: se consideriamo le richieste sottoposte negli ultimi 6 mesi di video per addestramento ad un Web server aziendale e eseguiamo una regressione lineare possiamo prevedere, partendo dallo stato attuale, se il trend si mantiene, la dimensione delle richieste che ci saranno in futuro.

le previsioni per il mese successivo (7) sono di 22557 video

Modelli di Performance

stima di parametri: tempi di risposta – throughput – utilizzazione – lunghezza delle code. Categorie: parametri di sistema:

entità che influenzano la performance: discipline di load balancing , protocolli di rete, #max connessioni, #max di thread parametri di risorsa: entità legate alle risorse: ritardi causati dagli storage, dalle

CPU e dalla rete parametri di workload: intensità: misura del carico a cui è sottoposto il sistema- # di unità di

lavoro che competono per l’uso di risorse. Es: # rich/gg, # rich/sec al file server, # rich trans, # op di I/O, # utenti che ... e poi la burstiness service demand: misura la quantità totale di tempo di servizio (assegnazione) richiesta ad una risorsa

Modelli di disponibilità Rispondere a domande del tipo:

- come costruire un sistema che garantisca una disponibilità del 99,99%?

- come scegliere politiche di manutenzione per

garantire livelli di disponibilità fissati? - E’ possibile combinare disponibilità e prestazioni?

Sviluppo di modelli di costo La metodologia di capacity planning deve includere la valutazione del variare del costo in funzione delle scelte di natura architetturale. Es aumento della popolarità => aumento del traffico e aumento dei costi di comunicazione. Costi: startup & Costi operativi Costi Hw: macchine client e server, incluso i componenti

disk array, routers, bridges, load balancers, switches, back-up, UPS, cablaggio, manutenzione e venditori vari;

Costi Sw: Os Client e server, Middleware client e server (Tp monitors), DBMS, HTTP server, mail server, office automation, business applications, antivirus, antispam, IDS, Sw development, manutenzione e venditori vari; Costi di telecomunicazione: linee di comunicazione, ISP Servizi forniti da terze parti: Servizi di banner pubblicitari, servizio di web hosting, CDN, fornitori di application service, autorizzazioni al pagamento, pagamenti.

Costi di manutenzione ed assistenza: salari e benefici per i dipendenti; supporto di help desk; costo di

training; gestione della rete hw e sw; monitoraggio degli indici di performance software e di servizi

Spesso per certe voci si usano regole più legate alla stima generica ed all’esperienza che ad analisi puntuali. In particolare è abbastanza consueto stimare la manutenzione dell’hw tra l’8% e il 10% annuo del valore delle apparecchiature così come per il sw viene stimato tra il 10 ed 14% del valore del sw. Ovviamente se i servizi vengono acquisiti da terze parti si instaura un processo di contrattazione entro questo intervallo. Analoghe considerazioni vengono fatte riguardo al costo delle figure professionali. In Italia un particolare settore è quello della PA per cui esistono dei costi “tabellati” a cura del CNIPA ( Digita-PA)

Analisi di vantaggi e svantaggi

- - Valutazione del Mirroring - - Sostituzione di web server

- - Uso di ContentDN - - Uso di web hosting

Costruzione dei personnel plan, investment plan, business plan