Conceito e Análise de algoritmos para o modelo SWDS

Ricardo Nogueira de Figueiredo

Objetivo

Mostrar “O que já foi feito” relacionado ao modelo SWDS.

Os algoritmos implementados (Escalonamento e Controle de Admissão)

Algoritmos de Escalonamento

Algoritmos implementados:

– RSV

– RSVAdap

RSV

RSVAdap

RSVAdap

RSVAdap

Algoritmo RED (Random Early Detection)

Desenvolvida por Sally Floyd e Van Jacobson em 1993.

Foi aplicado em roteadores.

Possui a característica de anular congestionamento na rede

Faz o controle gerenciando a fila de processos ativos.

Funcionamento do algoritmo RED

Funcionamento do algoritmo RED

Procedimentos do Algoritmo RED

Consiste de 2 procedimentos:

1° - Cálculo do tamanho médio da fila.

avg = (1 – wq ) avg + wq * q,

– q é a fila instantânea e wq é o peso;

– Funciona como um filtro, atenuando as variações instantâneas;

– wq é um parâmetro configurável do RED

Procedimentos do Algoritmo RED

2° - Cálculo da probabilístico para descarte de requisições baseando na ocupação da fila

Escolha dos parâmetros (wq, Pmax, Min, Max)Pmax: Probabilidade MáximaMin: Limiar MínimoMax: Limiar Máximo

Ferramentas

Foram utilizadas os seguintes softwares:

– Apache Web Server• Juntamente os módulos: mod_rewrite, mod_proxy,

mod_status.

– Httperf• Como gerador de carga de trabalho

– Autobench• Automatizar o processo de testes.

Servidor Web

• O Apache HTTP Server é o servidor mais utilizado atualmente, segundo o Netcraft.

• Bom suporte ao desenvolvimento de módulos para tratamento de requisições.

Httperf

• É uma ferramenta para mensurar o desempenho de servidores web.

• Foi desenvolvido por David Mosberger

• Bastante utilizado nos artigos científicos.

Autobench

• É um script em Perl que automatiza o processo de benchmark em servidores web.

• Encapsula o HTTPERF para geração de carga de trabalho.

• Pode-se fazer benchmark com clientes distribuídos.

Autobench – Benchmark Distribuído

Experimentos

O objetivo dos testes foi analisar o tempo de resposta e Throughput utilizando o algoritmo RED juntamente com o RSV.

ExperimentosExperimento 1 Pmax = 0,02; wq = 0,0042; Min = 650; Max =

950; Conns = 4000

Experimento 2 Pmax = 0,02; wq = 0,002; Min = 650; Max = 950; Conns = 4000

Experimento 3 Pmax = 0,02; wq = 0,001; Min = 650; Max = 950; Conns = 4000

Experimento 4 Pmax = 0,02; wq = 0,0042; Min = 750; Max = 950; Conns = 4000

Experimento 5 Pmax = 0,02; wq = 0,002; Min = 750; Max = 950; Conns = 400

Experimento 6 Pmax = 0,02; wq = 0,001; Min = 750; Max = 950; Conns = 400

Experimento 7 Pmax = 0,02; wq = 0,0042; Min = 500; Max = 750; Conns = 4000

Experimento 8 Pmax = 0,02; wq = 0,002; Min = 500; Max = 750; Conns = 4000

Experimento 9 Pmax = 0,02; wq = 0,001; Min = 500; Max = 750; Conns = 4000

Experimento 10 Colocando todos os resultados de tempo de resposta (Classe 1 e Classe 2).

Experimento 1Tempo de Resposta

0200400600800

100012001400160018002000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Experimento

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetidas

Thro

ughp

ut

Classe 1

Classe 2

Experimento 2Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetidas

Tem

po (m

s)

Série1

Série2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetida

Req

uisi

ções

/seg

Pro

cess

ada

Classe 1

Classe 2

Experimento 3Tempo de Resposda

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg submetidas

Req

uisi

ções

/seg

pro

cess

adas

Classe 1

Classe 2

Experimento 4Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requsição/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetidas

Req

uisi

ções

/seg

Pro

cess

ada

Classe 1

Classe 2

Experimento 5Tempo de Resposta

0500

100015002000250030003500400045005000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetidas

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Req

uisi

ção/

seg

Pro

cess

ada

Classe 1

Classe 2

Experimento 6Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Série1

Série2

Throughput

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

87,2 332,6 153 275,5 189,8 456,9 425,7

Requisição/seg Submetida

Req

uisi

ção/

seg

Pro

cess

ada

Série1

Série2

Experimento 7Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Req

uisi

ção/

seg

Pro

cess

ada

Classe 1

Classe 2

Experimento 8Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

50

100

150

200

250

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Subemetida

Req

uisi

ção/

seg

Pro

cess

da

Classe 1

Classe 2

Experimento 9Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Tem

po (m

s)

Classe 1

Classe 2

Throughput

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisição/seg Submetida

Req

uisi

ção/

seg

Pro

cess

ada

Classe 1

Classe 2

Experimento 10 – Classe 1

Tempo de Resposta

0

500

1000

1500

2000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg

Tem

po (m

s)

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Experimento 4

Experimento 5

Experimento 6

Experimento 7

Experimento 8

Experimento 9

Experimento 10 – Classe 2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Requisições/seg Submetidas

Tem

po (m

s)

Experimento 1

Experimento 2

Experimento 3

Experimento 4

Experimento 5

Experimento 6

Experimento 7

Experimento 8

Experimento 9

Conclusão

É visto que os experimentos 2 e 3 obtiveram um bom tempo de resposta para a classe 1.

Também é analisado que os experimentos 1 e 7 tiveram baixos tempos de resposta.

Com isso pode-se propor uma variação do algoritmo RED, baseando-se na classe de serviço.

O que ainda falta ...

• Não foi realizada a análise da quantidade de descarte de pacotes.

• Também não foi feita a análise da fila.

Muito Obrigado !!

Dúvidas ou Sugestões