Uma Política de Escalonamento de Tempo-Real para Garantias de QoS na Web baseada em parâmetros de Média e Dispersão de Tempo de Resposta Michelle Nery Orientador: Prof. Dr. Francisco José Monaco Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Universidade de São Paulo – ICMC 28 de Novembro de 2007 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura Paralela

Roteiro Proposta Artigo Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura Paralela

Contextualização Estendendo 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. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Modelo Parâmetro para QoS: Latência Média do Sistema Métrica de Avaliação: Satisfação do Usuário Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Algumas Análises Onde, Li – Latência média do usuário i; Ri – Número de requisições anteriormente submetidas por i; time() – Tempo atual timestamp() – Tempo de chegada da requisição; Basicamente, define a Latência Média Atual do usuário x. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

E, Onde, Basicamente, a Latência Média Real <= Latência Contratada 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 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Proposta No 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. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Trabalhos Relacionados 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. 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 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Job scheduling methods for reducing waiting time variance. NongYe 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. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Contextualização Minimização da Variância A nível de QoS Objetivo de oferecer um serviço estável e um desempenho prevísivel. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Proposta Minimizar a variância dos tempos de resposta das requisições Para o escalonamento, é considerado apenas o tempo de processamento. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Formulação do Problema Serviço não preemptivo Conjunto de n jobs Estudado 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 Time FIFO – First In, First Out Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos FIFO – Os jobs são servidos na sequência que chegam 346521 SPT – Os jobs são servidos na ordem crescente. 123456 E&C1.1 – Escalona da seguinte forma: Remove o job do conjunto com maior tempo de processamento e coloca no final da fila Remove o job do conjunto com o maior tempo de processamento e coloca no começo da fila. Repete os passos. 531246 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos (cont 2) E&C1.2 - Escalona da seguinte forma: Remove o job do conjunto com maior tempo de processamento e coloca no final da fila __ __ __ __ __ 6 O próximo job do conjunto com maior tempo de processamento, é removido e colocado na primeira posição da fila 5 __ __ __ __ 6 O terceiro e o quarto job com maior tempo de processamento é colocado na penúltima e antipenúltima posição na fila 5 __ __ 3 4 6 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos (cont 3) Colocados os 4 maiores job com maior tempo de processamento nessa sequência , os próximos passos, seguem o método E&C1.1 521346 ??????? 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: Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

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} pn é colocado na última posição _ _ _ _ _ 6 pn-1 é colocado na penúltima posição _ _ _ _ 5 6 pn-2 é colocado na primeira posição 4 _ _ _ 5 6 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos (cont 5) VS (cont 2) p1 é colocado na segunda posição 4 1 _ _ 5 6 {pn-2, p1, pn-1, pn} 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. 3 4 1 _ 5 6 4 3 1 _ 5 6 2 4 3 1 5 6 4 2 3 1 5 6 Verificar qual tem a menor WVT Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos (cont 6) BS (Balanced Spiral) Reduz o custo computacional Utilizando o mesmo conjunto de tarefas pn é colocado na última posição pn-1 é colocado na penúltima posição pn-2 é colocado na primeira posição {pn-2, pn-1, pn} Direito {pn-2} Esquerdo {pn-1} Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Descrição dos métodos (cont 7) Se Sum(Esquerdo) < Sum(Direito) A próxima tarefa com maior tempo de processamento do conjunto é colocada na última posição do lado Esquerdo Se não, a próxima tarefa com maior tempo de processamento do conjunto é colocada na primeira posição do lado Direito Atualizam-se as somas. Suponha um conjunto 1 2 3 4 5 6 _ _ _ _ _ 6 _ _ _ _ 5 6 4 _ _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 4, Soma Direita = 5 4 3 _ _ 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 5 4 3 _ 2 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 7 4 3 1 2 5 6 – Soma Esquerda = 7, Soma Direita = 8 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Testes Nove 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 Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Duas possibilidades de sequência ótimas Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Cálculos Tem-se 6 métodos de escalonamento Cada um produz uma sequência de jobs para cada problema Definições: 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 sequência Ms – é a média das sequência de jobs de cada método (s) WTVD – Diferença entre o Vs e o Vopt Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Cálculos (cont 2) WTVDs = ((Vs – Vopt)/Vopt) * 100 WTMDs = ((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. Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Resultados Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

Resultados (cont 2) Seminários do Grupo - Tópicos Avançados em Arquitetura de Computadores

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