Michelle Nery Orientador: Prof. Dr. Francisco José Monaco Instituto de Ciências Matemáticas e de...

Michelle NeryOrientador: Prof. Dr. Francisco José Monaco

Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação

Universidade de São Paulo – ICMC28 de Novembro de 2007

Uma Política de Escalonamento de Tempo-Real para Garantias de QoS na Web baseada em parâmetros de Média e

Dispersão de Tempo de Resposta

RoteiroPropostaArtigo

Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

ContextualizaçãoEstendendo o trabalho realizado por Lucas

Casagrande. Logo,A finalidade é que o escalonador ofereça

garantia quantitativa de tempos de resposta especificada em termos estocásticos. Tal garantia objetiva a provisão de valores médios de latência de sistema abaixo ou dentro de uma faixa de tolerância especificados por contratos de serviço firmados entre o usuário e o provedor Web.


Modelo

Parâmetro para QoS: Latência Média do Sistema

Métrica de Avaliação: Satisfação do Usuário


Algumas Análises

Onde, Li – Latência média do usuário i;Ri – Número de requisições anteriormente

submetidas por i;time() – Tempo atualtimestamp() – Tempo de chegada da requisição;

Basicamente, define a Latência Média Atual do usuário x.


E,

Onde,Dj - Tempo de espera máximo, Deadline;Lc – Latência Contratada;Twj – Tempo de espera em fila do usuário j.

Basicamente, a Latência Média Real <= Latência Contratada


PropostaNo contrato estipulado não consta

nenhuma restrição com referência à dispersão da latência média efetiva, ou seja, não contém nenhuma limitação quanto ao espalhamento dos dados.

O objetivo então é preencher essa lacuna. A meta é controlar não apenas a latência efetiva mas também a dispersão dos tempos de atendimento em torno dela.


Trabalhos RelacionadosJob scheduling methods for reducing waiting time

variance. NongYe*, Xueping Li, Toni Farley, Xiaoyun Xu; Information and Systems Assurance Laboratory, Arizona State University, USA, 2005.

CASAGRANDE, L. S. ; Mello R. F. ; BERTAGNA, R. ; ANDRADE FILHO, J. A. ; MONACO, F. J. . Exigency-based real-time scheduling policy to provide absolute QoS for web services. In: SBAC-PAD 2007: 19th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 2007, Gramado, RS, Brazil. Proceeding of the 19th International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing, 2007. p. 1-8


Job scheduling methods for reducing waiting time variance. NongYe*, Xueping Li, Toni Farley, Xiaoyun Xu; Information and Systems Assurance Laboratory, Arizona State University, USA, 2005.


ContextualizaçãoMinimização da Variância

A nível de QoSObjetivo de oferecer um serviço estável e um

desempenho prevísivel.


PropostaMinimizar a variância dos tempos de

resposta das requisiçõesPara o escalonamento, é considerado

apenas o tempo de processamento.


Formulação do ProblemaServiço não preemptivoConjunto de n jobsEstudado 4 métodos (Eilon e Chowdhury) para

serem comparados com os métodos desenvolvidos no trabalho.2 deles, apresentam melhores resultados para

um pequeno número de jobs (foram desconsiderados).

Os outros 2, E&C1.1 e E&C1.2 para um conjunto maior de tarefas.

SPT – Shortest Processing TimeFIFO – First In, First Out


Descrição dos métodosFIFO – Os jobs são servidos na sequência que

chegam346521

SPT – Os jobs são servidos na ordem crescente.123456

E&C1.1 – Escalona da seguinte forma:1.Remove o job do conjunto com maior tempo de

processamento e coloca no final da fila2.Remove o job do conjunto com o maior tempo de

processamento e coloca no começo da fila.3.Repete os passos.531246


Descrição dos métodos (cont 2)E&C1.2 - Escalona da seguinte forma:

1. Remove o job do conjunto com maior tempo de processamento e coloca no final da fila

__ __ __ __ __ 6

2. O próximo job do conjunto com maior tempo de processamento, é removido e colocado na primeira posição da fila

5 __ __ __ __ 6

3. O terceiro e o quarto job com maior tempo de processamento é colocado na penúltima e antipenúltima posição na fila

5 __ __ 3 4 6


Descrição dos métodos (cont 3)

4. Colocados os 4 maiores job com maior tempo de processamento nessa sequência , os próximos passos, seguem o método E&C1.1521346 ???????

Diz que o arranjo da quarto job com maior tempo de processamento do E&C1.2 está inválido (referenciado).

Duas possibilidades de sequência ótimas com o 5 e 6:


Descrição dos métodos (cont 4)VS (Verified Spiral)

Considere um conjunto de jobs P = {p1, p2, … pn},

tal que p1 <= p2, p2 <= p3 …Como exemplo, considere P = {1,2,3,4,5,6}1.pn é colocado na última posição

1. _ _ _ _ _ 6

2.pn-1 é colocado na penúltima posição1. _ _ _ _ 5 6

3.pn-2 é colocado na primeira posição1. 4 _ _ _ 5 6


Descrição dos métodos (cont 5)VS (cont 2)

1. p1 é colocado na segunda posição1. 4 1 _ _ 5 6

{pn-2, p1, pn-1, pn}1. Remove o próximo job com maior tempo de

processamento e o coloca exatamente antes ou depois de p1, em função da menor variância do tempo de espera.1. 3 4 1 _ 5 62. 4 3 1 _ 5 63. 2 4 3 1 5 6 4. 4 2 3 1 5 6


Verificar qual tem a menor WVT

Descrição dos métodos (cont 6)BS (Balanced Spiral)

Reduz o custo computacionalUtilizando o mesmo conjunto de tarefas1.pn é colocado na última posição2.pn-1 é colocado na penúltima posição3.pn-2 é colocado na primeira posição

1. {pn-2, pn-1, pn}

4.Direito {pn-2}5.Esquerdo {pn-1}


Descrição dos métodos (cont 7)

6. Se Sum(Esquerdo) < Sum(Direito)1. A próxima tarefa com maior tempo de processamento

do conjunto é colocada na última posição do lado Esquerdo

2. Se não, a próxima tarefa com maior tempo de processamento do conjunto é colocada na primeira posição do lado Direito

3. Atualizam-se as somas.4. Suponha um conjunto 1 2 3 4 5 6

1. _ _ _ _ _ 6 2. _ _ _ _ 5 63. 4 _ _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 4, Soma Direita = 54. 4 3 _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 55. 4 3 _ 2 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 76. 4 3 1 2 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 8


TestesNove problemas com pequeno conjunto de

jobs

1 – 4 são inteiros 5 – Distribuição uniforme 6 – Distribuição exponencial com lamda = 5 7 – Distribuição uniforme com média = 5 , desvio padrão 1 8 – 9 – São de Eilon and Chowdhury


Duas possibilidades de sequência ótimas


CálculosTem-se 6 métodos de escalonamentoCada um produz uma sequência de jobs para

cada problemaDefinições:

Vopt – a menor variância de tempo de espera (WTV)

Vs – é o WTV das sequência de jobs de cada método (s)

Mopt – menor média de cada sequênciaMs – é a média das sequência de jobs de cada

método (s)WTVD – Diferença entre o Vs e o Vopt


Cálculos (cont 2)WTVDs = ((Vs – Vopt)/Vopt) * 100WTMDs = ((Ms – Mopt)/Mopt) * 100

A primeira expressão indica quão próximo o Vs está para Vopt

O menor WTVDs indica melhor desempenho do método de escalonamento dos jobs para o problema de WTV.

A segunda expressão, indica que quando se tem duas sequências ótimas, pode-se escolher entre o método com a menor média.


Resultados


Resultados (cont 2)


Resultados (cont 3)


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