Diseño y Evaluación de Configuraciones. Componentes software para cargar el sistema

Transcripción

1 Diseño y Evaluación de Configuraciones Componentes software para cargar el sistema J.M. Drake 1

2 Objetivo de las prácticas. Gestionar la ejecución de aplicaciones complejas para que satisfagan los requisitos de throughput y tiempos de respuesta. Diseñar el despliegue de las aplicaciones en los procesadores para equilibrar las cargas y conseguir el máximo uso de la capacidad disponible. Configurar el sistema operativo de los procesadores para distribuir de forma equilibrada su capacidad de los procesadores entre las aplicaciones que lo requieren: Uso de políticas de planificación y asignación de prioridades. Configuración y dimensionamiento de los buffer. Configurar los servicios de comunicaciones de la plataforma para distribuir de forma equilibrada su anchura de banda. Uso de políticas de planificación y asignación de prioridades. Estrategias de reserva y distribución de la anchura de banda. Analizar la escalabilidad de un sistema: Como afecta el incremento o el decremento de la carga en el comportamiento temporal del sistema. 2 2

3 Estrategias para medir el comportamiento de los sistemas Medidas del comportamiento del sistema Medida de la carga del sistema Medida del comportamiento de temporal de la aplicaciones Medidas de nivel de uso de los recursos. Modificar la carga del sistema para comprobar su efecto sobre el comportamiento. Incrementar las frecuencia de los requerimientos. Modificar el trabajo que ejecutan las aplicaciones Incrementar las aplicaciones que se están ejecutando. 3 3

4 Estrategia para configurar el sistema. Pruebas y ensayos sobre el sistema real. Formulación y análisis de modelos de comportamiento. Formulación de los modelos Caracterización de la plataforma de ejecución. Caracterización de las aplicaciones. Análisis de los modelos Verificación de los resultados 4 4

5 Planteamiento de las prácticas Necesitamos construir sistemas complejos para sobre ellos medir, modelar y configurar. Las practicas la haremos por equipos de dos o tres alumnos y sobre sistemas distribuidos. Necesitamos disponer de aplicaciones y módulos software que nos permitan construir las aplicaciones: No es objetivo de esta asignatura el desarrollo de las aplicaciones. Sin embargo hay que conocerlas lo suficiente para modelar e instrumentar las aplicaciones. En esta sesión vamos a plantear los módulos que vamos a utilizar en la primera parte. Probablemente en las dos últimas semanas estudiaremos sistemas especiales para su estudio. 5 5

6 Módulos desarrollados Emisión, transferencia y presentación de vídeo y audio utilizando Gstreamer de Linux. Procesador B Procesador A Transmisor 1 Ethernet Ethernet Switch Player 1 Player 2 Procesador B Transmisor 2 Player 3 Ethernet Transmisor 3 Emisión, transferencia y presentación de vídeo y audio utilizando JMF. 6 6

7 Módulos desarrollados Mecano de clientes y servidores con cargas e interacciones sintéticas Procesador B Procesador A Cliente RPC Ethernet Server_RPC 2 Procesador B Server_RPC 1 Server_RPC 3 Server_PIPE 4 Ethernet Switch Server_PIPE 1 Server_PIPE 2 Server_PIPE 3 Ethernet Cliente PIPE 7 7

8 JMF Java Media Framework Es una interfaz (API) para el desarrollo de aplicaciones y applets de multimedia con requerimientos de características de comportamiento temporal. Trata: Captura y almacenamiento de vídeo y audio. Tratamiento y procesado de stream de vídeo y audio Control de las fuentes y los dispositivos de presentación Objetivos planteados: Facilidad de desarrollo de nuevas aplicaciones Soporte de dispositivos de captura de multimedia Desarrollo de streaming y aplicaciones de multimedia. Integración de nuevos dispositivos y productos Desarrollo de productos de específicos de multiplexo-res/demultiplexores, codificadores, generadores de efectos, etc. Tiene dos partes: JMF Protocolo RTP 8 8

9 Modelo de procesado 9 9

10 Arquitectura JMF de alto nivel 10 10

11 Manager y Controller El framework JMF se basa en utilizar unos elementos intermedios que se denominan Manager y que sirve de factory para crear todo tipo de Controller: Player, Processor, DataSources DataSinks, etc La interacción con estos objetos se realiza utilizando Listeners que capturan los eventos que generan: 11 11

12 Tipos de eventos ControllerEvent 12 12

13 Tipos de eventos RTP 13 13

14 Módulos AVTransmit4.java AVReceive2.java RTP java AVTransmit4 file:/c:/drake/clases/dec/jmf_lab/copy.mpg Media source Target IP Address Port java AVReceive2 / /17800/0/ Source IP Address Port TTI 14 14

15 Main AVTransmit4 public static void main(string [] args) { if (args.length < 3) { prusage();} Format fmt = null; int i = 0; AVTransmit4 at = new AVTransmit4(new MediaLocator(args[i]), args[i+1], args[i+2], fmt); String result = at.start(); if (result!= null) { System.err.println("Error : " + result); System.exit(0);} System.err.println("Start transmission"); try { Thread.currentThread().sleep(60000); } catch (InterruptedException ie) {} at.stop(); System.err.println("...transmission ended."); System.exit(0); } Analiza argumentos Construye transmisor Construye transmisor Si hay errores, termina Transmite durante 1 minuto Termina la transmisión 15 15

16 Class AVTransmit4 (1) public class AVTransmit4 { private MediaLocator locator; private String ipaddress; private int portbase; private Processor processor = null; private RTPManager rtpmgrs[]; private DataSource dataoutput = null; public AVTransmit4(MediaLocator locator, String ipaddress, String pb, Format format) { this.locator = locator; this.ipaddress = ipaddress; Integer integer = Integer.valueOf(pb); if (integer!= null) this.portbase = integer.intvalue(); } Objetos persistentes Constructor (no hace nada) 16 16

17 Class AVTransmit4 (2) public synchronized String start() { String result; result = createprocessor(); if (result!= null) return result; result = createtransmitter(); if (result!= null) { processor.close(); processor = null; return result; } processor.start(); return null; } Crea el procesador de la fuente Crea el transmisor RTP Inicia la transmision 17 17

18 Class AVTransmit4 (3) private String createprocessor() { if (locator == null) return "Locator is null"; DataSource ds; DataSource clone; try{ ds = javax.media.manager.createdatasource(locator); } catch (Exception e) { return "Couldn't create DataSource";} try { processor = javax.media.manager.createprocessor(ds); } catch (NoProcessorException npe) { return "Couldn't create processor"; } catch (IOException ioe) { return "IOException creating processor"; }... Crea la fuente de datos Crea el procesador de la fuente 18 18

19 Mecano cliente/servidor Permite reproducir aplicaciones complejas cliente servidor de múltiples capas con control de todos sus parámetros: Client Serv 1 Serv 2 Serv 3 Client Serv 1 Serv2 Serv

20 GUI de Cliente UNIFORME CONSTANTE!00% Frecuencia CONSTANTE UNIFORME EXPONENCIAL BIPOLAR EXPONENCIAL Frecuencia BIPOLAR 50% Frecuencia +Rango/2 Frecuencia +Rango/2 Frecuencia -Rango/2 Frecuencia -Rango/2 UDP TCP 20 20

21 GUI Servidor Destino1 Cliente Servidor Destino 1 Destino 2 Cliente Servidor Destino

22 Ejemplo de emulación de un caso práctico Un sistema de procesamiento de transacciones se compone de tres procesadores. En el procesador A se encuentra el servidor de transacciones, y en los procesadores B y C se encuentran dos bases de datos con la información requerida para llevar a cabo la transacción. El modelo básico de colas del sistema se muestra en la figura. Out Una Transacción In A B C A => 16 tareas T_Medio= 10 ms B => 7 tareas T_medio= 20 ms C => 8 tareas T_medio= 30 ms 22 22

23 Emulación Exponencial 10 ms 7/16 Bipolar 20 ms±5 ms Servidor B Cliente Servidor A 8/16 Servidor C Bipolar 30 ms±5 ms Si se requieren 5 transacciones/s Cual es el tiempo de respuesta? Que elemento es el que constituye en cuello de botella? Cual es el Througput máximo del sistema? 23 23