Modelagem de Desempenho,
Dependabilidade e Custo para o
Planejamento de Infraestruturas de
Nuvem
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Informática
Aluno: Erica Sousa – [email protected]
Orientador: Paulo Maciel – [email protected]
Agenda
•
Motivação
•
Introdução
•
Metodologia
•
Modelos
•
Ferramenta
•
Estudo de Caso
•
Conclusão
2
November 5,
2015
Motivação
•
O planejamento da infraestrutura de computação em
nuvem é uma atividade essencial pois possibilita que o
provedor da nuvem tenha recursos suficientes para
alocá-los e liberá-los dinamicamente
•
O planejamento permite o dimensionamento da
infraestrutura de nuvem computacional para suportarem
altos niveis de carga de trabalho com tempos de resposta
aceitáveis
3
November 5,
2015
Motivação
•
Um dos grandes desafios da computação em nuvem é o
planejamento da sua infraestrutura de forma que os
serviços sejam provisionados conforme a solicitação dos
usuários
•
Um outro desafio é a garantia dos níveis de
disponibilidade e confiabilidade requeridos pelos serviços
hospedados na computação em nuvem
4
November 5,
2015
Introdução
•
Uma solução integrada composta por uma metodologia,
métodos, modelos de representação, modelos de
otimização e uma ferramenta
•
Seleção de infraestruturas de nuvem que hospedam
ambientes virtuais de aprendizagem de acordo com
requisitos de desempenho, dependabilidade e custo
5
November 5,
2015
Introdução
•
A modelagem hierárquica baseada em redes de Petri
estocásticas, diagramas de bloco de confiabilidade e
expressões matemáticas
•
A confecção de modelos de otimização para a geração
de cenários de infraestruturas de nuvem
6
November 5,
2015
Introdução
•
A confecção de modelos estocásticos e expressões
algébricas para avaliar o desempenho, a dependabilidade
e o custo da infraestrutura de nuvem
•
O desenvolvimento do Gerador de Modelos Estocásticos
para o Planejamento de Infraestruturas de Nuvem para
geração automática dos modelos
7
November 5,
2015
Metodologia
•
Método para Geração de Cenários de Computação em Nuvem
•
Método para Geração de Modelo de Desempenho
•
Método para Geração de Modelo de Dependabilidade
•
Método para Geração de Modelo de Custo
•
Método para Avaliação de Cenários de Computação em Nuvem
•
Método para Seleção de Cenários de Computação em Nuvem
8
November 5,
2015
Metodologia
•
9
Visão de Alto Nível
November 5,
2015
Modelos
•
Modelo de Desempenho
•
Modelo de Dependabilidade
− Eucalyptus
− Nimbus
− OpenNebula
− OpenStack
− Sistema Computacional
− Máquina Virtual
•
Modelo de Custo
−
Infraestutura
−
Software
−November
Redundância
5,
10
2015
Modelo de Desempenho
11
November 5,
2015
Modelo de Dependabilidade
•
Modelo da Plataforma Eucalyptus
− Modelo de Alto Nível
− Modelo de Baixo Nível
Sistema Computacional
12
November 5,
2015
Máquina Virtual
Modelo de Dependabilidade
Hot Standby
13
November 5,
2015
Cold Standby
Modelo de Dependabilidade
Warm Standby
14
November 5,
2015
Modelo de Custo
Custo de Infraestrutura
Custo de Redundância
15
November 5,
2015
Custo de Software
Ferramenta
•
Gerador de Modelos Estocásticos para o Planejamento de
Infraestruturas de Nuvem (Stochastic Models Generator for Cloud
Infrastructure Planning - SMG4CIP)
− Editor
− Gerador de Cenários
− Gerador de Modelos
− Avaliador
16
November 5,
2015
Ferramenta
17
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Avaliar o impacto da atribuição de diferentes conjuntos de
software a nuvem computacional quando submetida a
variações na carga de trabalho.
•
Avaliar o efeito da atribuição de diferentes mecanismos de
redundância aos componentes da nuvem computacional.
18
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
O cenário adotado consiste no ambiente virtual de
aprendizagem Moodle hospedado na plataforma de
nuvem Eucalyptus.
19
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Desempenho e Custo
− Conjuntos de software
• Plataforma Eucalyptus
• Moodle
• MySQL
• Ubuntu
• Apache ou Lighttpd
− Conjunto de hardware
• Processador de dois núcleos
• Memória principal de 2GB
• Memória secundária de 80GB.
20
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Tempos de resposta obtidos no modelo de desempenho
considerando as diferentes configurações de software e
de hardware
21
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
22
Parâmetros de Custo
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Resultado
−
Conjunto de software 2
− O custo total da infraestrutura de nuvem com os diferentes
conjuntos de software foi (US$) 72.800,00
23
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Dependabilidade e Custo
− Componentes
• CLC
• CC
• NC
• Switch
• Roteador
− Mecanismo de Redundância
• None
• Cold Standby
• Hot Standby
24
• Warm Standby
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Parâmetros de Dependabilidade de Hardware
•
Parâmetros de Dependabilidade de Software
25
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
26
Parâmetros de Dependabilidade dos Componentes
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
27
Parâmetros de Dependabilidade de Redundância
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
28
Parâmetros de Custo
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
29
Soluções da Infraestrutura do Cenário - Iteração 1
November 5,
2015
Estudo de Caso
•
Resultado
− As soluções 8, 37, 38, 40, 42, 43, 44, 54, 61 e 65
30
November 5,
2015
Conclusão
•
Criação de soluções com diferentes configurações de
software e de hardware para o sistema Moodle
configurado na plataforma Eucalyptus.
•
Criação de soluções com diferentes mecanismos de
redundância atribuídos aos componentes da nuvem
computacional que hospeda o Moodle.
•
O resultado da combinação das métricas de
desempenho, dependabilidade e custo foi a obtenção de
um conjunto de soluções capazes de satisfazer aos
requisitos dos usuários do Moodle.
31
November 5,
2015