Sensitivity Analysis of
Dependability in Redundant
Computer Networks
Almir Guimarães / Kádna Camboim / Rubens Matos
E-mail:
[email protected]
[email protected]
[email protected]
LOGO
Agenda
1
Introdução
2
Conceitos Fundamentais
3
Estudo de Caso
4
Conclusão e Trabalhos Futuros
LOGO
LOGO
Introdução
LOGO
Motivação
 Aumento do uso de redes de dados e voz
 Menor custo dos serviços
 Suporte a falhas de software e/ou hardware.
Objetivo
 Avaliar o desempenho e dependabilidade de
serviços de dados e voz em redes de
computadores em diferentes cenários.
LOGO
Qualidade de Serviço
LOGO
VoIP
 Aplicação de tempo real.
 Sensível ao atraso e jitter.
 Prover QoS para garantir desempenho
e dependabilidade dos serviços.
Análise de Sensibilidade
LOGO
 Calcular o efeito das mudanças sobre as
medidas de interesse
• Efeitos da distribuição dos dados
• Impacto causado por alteração nos parâmetros
 Encontrar gargalos de desempenho
 Processo de otimização
 Há muitas maneiras de conduzir análises de
sensibilidade.
• Variar um parâmetro de cada vez, mantendo os
outros fixos.
Modelos de dependabilidade
LOGO
Modelagem do sistema
 Cadeias de Markov
 Parâmetros do modelo usado foram obtidos a partir
de um sistema por medidas de desempenho.
 Tempo Médio para Falha – MTTF
• Fornecido pelo fabricante
 Tempo Médio para Reparo – MTTR
• Relacionado à politíca de manutenção
 Estados dos componentes do sistema:
• UP = U
• Down = D
• Warm Standby = W
 SHARPE
LOGO
Cenários
Cenários 1 e 2
Cenário 3
LOGO
LOGO
Cenários
Sem Redundância
1º
R0, R1
L0
Roteador com
Redundância
3º
R0, R1, R2
L0, L1
2º
R0, R1
L0, L1
Link com
Redundância
Variáveis
LOGO
R0, R1, R2 = 131000h
Lambda - 1/MTTF
L0, L1 = 11988h
Mu - 1/MTTR
R0, R1, R2, L0, L1 = 12h
Alpha – 1/MTTA
ACTIVATE SPARE ROUTER
= 0.0027h
ACTIVATE SPARE LINK
= 0.0027h
1º - Modelo Sem Redundância
LOGO
Variar
R0 = 131000h
Lambda – 1/MTTF
L0 = 11988h
Mu - 1/MTTR
R0, L0 = 12h
LOGO
100000h a
150000h
11000h a
35000h
4h a 48h
1º - Modelo Sem Redundância
MTTF - L0:
LOGO
1º - Modelo Sem Redundância
MTTF - R0:
LOGO
1º - Modelo Sem Redundância
MTTR L0 - MTTR - R0:
LOGO
Análise Diferencial de Sensibilidade
LOGO
2º - Link com Redundância
LOGO
Variar
R0 = 131000h
Lambda – 1/MTTF
L0 = 11988h
Mu - 1/MTTR
R0, L0 = 12h
LOGO
100000h a
150000h
11000h a
35000h
4h a 48h
2º - Link com Redundância
MTTR L0 – MTTR R0:
LOGO
Análise Diferencial de Sensibilidade
LOGO
3º - Roteador com Redundância
LOGO
Variar
Lambda MTTF
Mu MTTR
Alpha -
R0, R1, R2 = 131000h
L0, L1 = 11988h
R0, R1, R2,
L0, L1 = 12h
ACTIVATE SPARE ROUTER
FAILURE = 0.0027h
ACTIVATE SPARE LINK
FAILURE = 0.0027h
LOGO
100000h a
150000h
11000h a
35000h
4h a 48h
Resultados - MTTF – Roteadores
LOGO
Resultados - MTTF – Links
LOGO
Resultados - MTTR
LOGO
Análise Diferencial de Sensibilidade
LOGO
LOGO
Pontos Fortes do Modelo proposto
LOGO
 Pode obter a disponibilidade do sistema sob
diferentes mecanismos de redundância e
componentes de rede.
 Análise de Sensibilidade foi inserida para dar
suporte à otimização do sistema em termos
de disponibilidade.
Trabalhos Futuros:
 Incluir diferentes estratégias de recuperação.
REFERÊNCIAS
LOGO
A. A. Desrochers and R. Y. Al-Jaar,Applications of Petri Nets in Manufacturing Systems: Modeling,
Control and Performance Analysis, IEEE Control Systems Society Press, New York, NY, 1995.
A. Avizienis and J. C. Laprie and B. Randell and C. Landwehr, Basic concepts and taxonomy of
dependable and secure computing, IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing,
vol. 1, number 1, pages 11 - 33, 2004.
C. C. H. Kelvin, H. Pant, S. H. Richman and P. Wu, Enterprise VoIP Reliability, Telecommunications
Network Strategy and Planning Symposium, NETWORKS 2006. 12th International, pages 1 - 6,
2007.
C. Hoene, B. Rathke and A. Wolisz, On the Importance of a VoIP Packet, In Proc. Of ISCA Tutorial
and Research Workshop on the Auditory Quality of Systems, 2003.
C. Ramchandani,Analysis of Asynchronous Concurrent Systems by Timed Petri Nets, Massachusetts
Institute of Technology, Cambridge, MA, USA, 1974.
E. Haghani, S. De and N. Ansari, On Modeling VoIP Traffic in Broadband Networks, Global
Telecommunications Conference GLOBECOM, pages 1922 - 1926, IEEE, 2007.
G. Bolch and S. Greiner and H. de Meer and K. S. Trivedi, Queuing Networks and Markov Chains :
Modelling and Performance Evaluation with Computer Science Applications, ISBN 0-471-19366-6,
2nd edition, John Wiley & Sons, Wiley-Interscience, New York, NY, USA, 1998..
LOGO