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  1. 1. 1/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento M´arcio Barbosa de Carvalho Orientador: Prof. Dr. Lisandro Zambenedetti Granville Instituto de Inform´atica Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre, 13 de mar¸co de 2015
  2. 2. 2/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Agenda 1 Introdu¸c˜ao 2 Modelo de Informa¸c˜ao 3 Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial 4 Arquitetura Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida 5 Conclus˜oes e Trabalhos Futuros
  3. 3. 3/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Introdu¸c˜ao Computa¸c˜ao em nuvem Recursos computacionais contratados como servi¸co Infrastructure as a Service (IaaS) Platform as a Service (PaaS) Software as a Service (SaaS) Computa¸c˜ao como utilidade Elasticidade, escalabilidade, baixo capital de entrada Acordos de N´ıvel de Servi¸co (SLA’s) Gerenciamento delegado para o provedor
  4. 4. 4/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Introdu¸c˜ao Gerenciamento de ambientes computacionais em nuvem Garantir o cumprimento de SLA’s Evitar penalidades e manter boa reputa¸c˜ao Detec¸c˜ao de falhas Utiliza¸c˜ao eficiente da infraestrutura Evitar sobrecargas e ociosidade
  5. 5. 4/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Introdu¸c˜ao Gerenciamento de ambientes computacionais em nuvem Garantir o cumprimento de SLA’s Evitar penalidades e manter boa reputa¸c˜ao Detec¸c˜ao de falhas Utiliza¸c˜ao eficiente da infraestrutura Evitar sobrecargas e ociosidade =⇒ Monitoramento!
  6. 6. 5/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento - Problema - Parte I N˜ao existe uma ´unica solu¸c˜ao de monitoramento que satisfa¸ca os requisitos necess´arios (Aceto et al., ComNet (2013)) Al´em de requisitos, administradores buscam determinadas funcionalidades (e.g., gr´aficos, relat´orios, notifica¸c˜oes)
  7. 7. 6/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento - possibilidades Evoluir/desenvolver uma solu¸c˜ao para que satisfa¸ca mais requisitos e funcionalidades Utilizar m´ultiplas solu¸c˜oes de monitoramento para complementar os requisitos e funcionalidades atendidas
  8. 8. 6/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento - possibilidades Evoluir/desenvolver uma solu¸c˜ao para que satisfa¸ca mais requisitos e funcionalidades Utilizar m´ultiplas solu¸c˜oes de monitoramento para complementar os requisitos e funcionalidades atendidas
  9. 9. 7/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento de nuvens IaaS Infraestrutura e recursos virtuais disponibilizados aos usu´arios (cloud slices) Semelhante ao monitoramento de recursos virtualizados (Carvalho e Granville, IM 2011) Monitoring as a Service (MaaS) Aplicação Plataforma Infraestrutura Sistema Físico Servidor Monitoramento do Sistema Físico Monitoramento do Sistema Virtual Monitoramento do lado do ProvedorA Nuvem Sistema Virtual Monitoramento do lado do Cliente Monitoramento orientado ao Cliente Nível Visão A origem da informação de monitoramento depende se o sistema fornece IaaS, PaaS ou SaaS
  10. 10. 7/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento de nuvens IaaS Infraestrutura e recursos virtuais disponibilizados aos usu´arios (cloud slices) Semelhante ao monitoramento de recursos virtualizados (Carvalho e Granville, IM 2011) Monitoring as a Service (MaaS) + Dinamicidade Aplicação Plataforma Infraestrutura Sistema Físico Servidor Monitoramento do Sistema Físico Monitoramento do Sistema Virtual Monitoramento do lado do ProvedorA Nuvem Sistema Virtual Monitoramento do lado do Cliente Monitoramento orientado ao Cliente Nível Visão A origem da informação de monitoramento depende se o sistema fornece IaaS, PaaS ou SaaS
  11. 11. 8/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento de nuvens IaaS Cloud slices podem ser criados, modificados ou exclu´ıdos a qualquer tempo sem interven¸c˜ao de um administrador (dinamicidade) O monitoramento deve adaptar-se ao ambiente de computa¸c˜ao em nuvem Ap´os a cria¸c˜ao de um cloud slice ´e necess´ario configurar as solu¸c˜oes de monitoramento para coletar as m´etricas associadas este cloud slice
  12. 12. 9/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoring Slices Monitoring Slices Monitoring slices refletem todas as informa¸c˜oes de monitoramento sobre um cloud slice. Ou seja, s˜ao compostos pelos valores coletados para as m´etricas monitoradas e pelas configura¸c˜oes das solu¸c˜oes de monitoramento que s˜ao necess´arias para colet´a-las. Cada cloud slice ´e acompanhado por um monitoring slice, cujo ob- jetivo ´e monitorar o cloud slice
  13. 13. 10/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoring Slices CPU Memória Rede Uso de CPU Uso de Memória Uso de Rede Monitoring SlicesCloud Slices OpenStack
  14. 14. 10/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoring Slices CPU Memória Rede Uso de CPU Uso de Memória Uso de Rede Monitoring SlicesCloud Slices OpenStack
  15. 15. 10/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoring Slices CPU Memória Rede Uso de CPU Uso de Memória Uso de Rede Monitoring SlicesCloud Slices OpenStack Ceilometer
  16. 16. 11/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento - Problema - Parte II Falta de integra¸c˜ao entre plataformas e solu¸c˜oes de monitoramento Vendor lock-in Desenvolvimento de scripts complexos Dinamicidade Configura¸c˜ao manual n˜ao ´e escal´avel Prejudica mecanismos de descoberta adotados por solu¸c˜oes de monitoramento
  17. 17. 11/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Monitoramento - Problema - Parte II Falta de integra¸c˜ao entre plataformas e solu¸c˜oes de monitoramento Vendor lock-in Desenvolvimento de scripts complexos Dinamicidade Configura¸c˜ao manual n˜ao ´e escal´avel Prejudica mecanismos de descoberta adotados por solu¸c˜oes de monitoramento =⇒ Automa¸c˜ao!
  18. 18. 12/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Introdu¸c˜ao Objetivos Uma solu¸c˜ao que: i permita que administradores de ambientes de computa¸c˜ao em nuvem utilizem as solu¸c˜oes de monitoramento que atendam as suas necessidades independentemente da integra¸c˜ao existente entre solu¸c˜ao de monitoramento e plataforma de computa¸c˜ao em nuvem ii automatize tarefas de configura¸c˜ao das solu¸c˜oes de monitoramento de acordo com as opera¸c˜oes realizadas na plataforma de computa¸c˜ao em nuvem respeitando regras predefinidas pelos administradores do ambiente de computa¸c˜ao em nuvem
  19. 19. 13/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Solu¸c˜ao Proposta Solu¸c˜ao Proposta ´E proposta uma arquitetura para um framework que: Coleta informa¸c˜oes das plataformas Detecta as opera¸c˜oes realizadas nas plataformas Configura as solu¸c˜oes de monitoramento para reagir `as opera¸c˜oes e de acordo com regras definidas pelo administrador
  20. 20. 14/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Solu¸c˜ao Proposta - Modelo de Informa¸c˜ao Possibilidades: DMTF OVF, OGF OCCI e VXDL Deve ser flex´ıvel para n˜ao prejudicar a generalidade do framework Tamb´em permite que informa¸c˜oes complementares sejam adicionadas pelos administradores (e.g., assinaturas de Monitoring as a Service) Optou-se por desenvolver um modelo: Generalidade/flexibilidade Esfor¸co de aprendizado por administradores para utiliza¸c˜ao do framework Ainda n˜ao h´a defini¸c˜ao clara de um modelo padr˜ao/ideal
  21. 21. 15/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao
  22. 22. 15/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao
  23. 23. 15/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao
  24. 24. 15/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao
  25. 25. 15/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao
  26. 26. 16/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Modelo de Informa¸c˜ao Modelo de Informa¸c˜ao - Instˆancia
  27. 27. 17/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Arquitetura Inicial Framework Core Gatherers Configurators REST WebService Change Detection Configuration Executor ...Cloud Platform ... Cloud Slices Cloud Monitoring ... Monitoring Slices ...
  28. 28. 18/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Framework Core Gatherers Configurators REST WebService Change Detection Configuration Executor ...Cloud Platform ... Cloud Slices Cloud Monitoring ... Monitoring Slices ... Gatherers Coletam informa¸c˜oes sobre os cloud slices hospedados na plataforma (e.g., @slice.ip, @slice.identifier, @slice.owner) Tratam as peculiaridades das APIs (e.g., Amazon EC2 API) Enviam as informa¸c˜oes coletadas para o Framework Core atrav´es do REST Web service
  29. 29. 18/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Framework Core Gatherers Configurators REST WebService Change Detection Configuration Executor ...Cloud Platform ... Cloud Slices Cloud Monitoring ... Monitoring Slices ... Gatherers Coletam informa¸c˜oes sobre os cloud slices hospedados na plataforma (e.g., @slice.ip, @slice.identifier, @slice.owner) Tratam as peculiaridades das APIs (e.g., Amazon EC2 API) Enviam as informa¸c˜oes coletadas para o Framework Core atrav´es do REST Web service
  30. 30. 19/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Framework Core Gatherers Configurators REST WebService Change Detection Configuration Executor ...Cloud Platform ... Cloud Slices Cloud Monitoring ... Monitoring Slices ... Framework Core Processa as informa¸c˜oes coletadas pelos Gatherers Detecta opera¸c˜oes realizadas na plataforma Avalia interesses e condi¸c˜oes (regras) dos Configurators Recupera atributos utilizados pelos Configurators Executa os Configurators
  31. 31. 20/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Framework Core Gatherers Configurators REST WebService Change Detection Configuration Executor ...Cloud Platform ... Cloud Slices Cloud Monitoring ... Monitoring Slices ... Configurators Configuram as solu¸c˜oes de monitoramento Tratam as peculiaridades das solu¸c˜oes de monitoramento tais como o m´etodo de configura¸c˜ao (e.g., arquivo de configura¸c˜ao, scripts) Possuem interesses e condi¸c˜oes para que sejam executados apenas em rea¸c˜ao `as opera¸c˜oes adequadas
  32. 32. 21/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Configurators - interesses Tabela: Interesses de Configurators que s˜ao suportados pelo framework Objeto Opera¸c˜oes New Update Delete Platform new platform update platform delete platform Cloud new cloud update cloud delete cloud Slice new slice update slice delete slice Resource new resource update resource delete resource
  33. 33. 22/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Configurators - condi¸c˜oes Condi¸c˜oes s˜ao testes executados sobre um objeto para verificar se um Configurator deve ser executado para uma opera¸c˜ao sobre aquele objeto @platform.identifier =~ /OpenStack/ @cloud.identifier =~ /production/ @slice.MaaS =~ /platinum/ @resource.identifier =~ /network/
  34. 34. 23/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Configurators - exemplo Nome : configure_mrtg Interesse : New resource Condi¸c~ao : @resource .identifier =~ /network / Comando : /usr/sbin /configure_mrtg .pl Args : --slice_name @slice.identifier --ip @slice.ip --interface_name @resource .interface
  35. 35. 24/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Prot´otipo - FlexACMS Flexible Automated Cloud Monitoring Slices
  36. 36. 25/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Avalia¸c˜ao - Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Objetivo: avaliar a escalabilidade em rela¸c˜ao ao tempo de resposta variando: n´umero de cloud slices j´a armazenados (0,250,500,750,1000) n´umero de novos monitoring slices em uma rajada (10,40,70,100) Plataforma e Gatherer: 2 Gatherers artificiais Gatherer simples e inteligente Monitoramento e Configurator: um Configurator simples apenas cria um arquivo atrav´es de uma conex˜ao SSH Framework Core e Configurator Gatherer e Monitoramento Switch 1 Gbps
  37. 37. 26/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial 050100150 Cloud Slices armazenados TempodeResposta(s) Novos monitoring slices 10 40 70 100 0 250 500 750 1000 (a) Gatherer simples 050100150 Cloud Slices armazenados TempodeResposta(s) Novos monitoring slices 10 40 70 100 0 250 500 750 1000 (b) Gatherer inteligente Figura: Tempo de resposta da arquitetura inicial com Gatherers simples e inteligente
  38. 38. 27/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(n3 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo
  39. 39. 27/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(n3 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo Conclus˜oes O(n3 ): R2 alto e p-value alto O(n2 ): R2 alto e p-value baixo
  40. 40. 27/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(n3 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo Conclus˜oes O(n3 ): R2 alto e p-value alto O(n2 ): R2 alto e p-value baixo O(n2 ) =⇒ N˜ao escal´avel
  41. 41. 28/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Arquitetura Inicial - desvantagens N˜ao escal´avel (O(n2)) O tratamento de uma requisi¸c˜ao ´e tratado como uma tarefa monol´ıtica N˜ao aproveita os recursos computacionais dispon´ıveis (paralelismo e avalia¸c˜ao de CPU e mem´oria) Atribui¸c˜ao manual e est´atica de tarefas de configura¸c˜ao N˜ao leva em considera¸c˜ao a carga do servidor de monitoramento
  42. 42. 29/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ...
  43. 43. 30/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Arquitetura Estendida - melhorias Divide o processamento de uma requisi¸c˜ao em tarefas menores (filas e trabalhadores) Capaz de explorar o paralelismo dispon´ıvel nos dispositivos Atribui¸c˜ao dinˆamica e autom´atica de tarefas de configura¸c˜ao Balanceamento de carga ao atribuir tarefas de configura¸c˜ao
  44. 44. 31/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Request Workers Detectam as opera¸c˜oes realizadas na plataforma (mudan¸cas) Enfileiram as mudan¸cas para serem avaliadas - Melhoria!
  45. 45. 31/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Request Workers Detectam as opera¸c˜oes realizadas na plataforma (mudan¸cas) Enfileiram as mudan¸cas para serem avaliadas - Melhoria!
  46. 46. 32/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Change Workers Avaliam os interesses e as condi¸c˜oes predefinidas pelos administradores para disparar Configurators Enfileiram as configurator calls na Configurator Queue definida pelo administrador - Melhoria!
  47. 47. 33/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Configurator Queues Representam grupos de servidores de monitoramento que compartilham alguma caracter´ıstica (e.g., solu¸c˜ao de monitoramento, prop´osito) - Melhoria!
  48. 48. 34/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Configurator Workers Consomem configurator calls da Configurator Queue se o servidor de monitoramento tiver capacidade para executar a tarefa (e.g., carga do servidor apropriada) - Melhoria! Executam os Configurators Enviam o status e sa´ıda da execu¸c˜ao para o REST Web service para an´alise futura
  49. 49. 34/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Framework Core Gatherers Configurators REST WebService ... Cloud Monitoring ... Monitoring Slices Cloud Platform ... Cloud Slices Requests Queue Request Workers Changes Queue Change Worker Change Worker Configurator Workers Change Worker Change Worker Change Workers Configurator Queues ... Configurator Workers Consomem configurator calls da Configurator Queue se o servidor de monitoramento tiver capacidade para executar a tarefa (e.g., carga do servidor apropriada) - Melhoria! Executam os Configurators Enviam o status e sa´ıda da execu¸c˜ao para o REST Web service para an´alise futura
  50. 50. 35/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Prot´otipo - FlexACMS Flexible Automated Cloud Monitoring Slices
  51. 51. 36/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida Avalia¸c˜ao - Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida Objetivo: avaliar qual ´e o impacto das melhorias no desempenho do FlexACMS Plataforma: OpenStack Solu¸c˜oes de monitoramento: Nagios e MRTG Cloud slices criados: de 1 at´e 10 cloud slices Monitoring slices: de 1 at´e 10 monitoring slices com 2 ou 52 m´etricas Workers: 10 Configurator Workers Framework Core, Configurators, Nagios, MRTG e Workers Openstack e Gatherer Switch 1 Gbps
  52. 52. 37/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cloud Slices criados TempodeResposta(s) 020406080100120140 27.1 % 30.9 % 36.9 % 36.7 % 35.5 % 34.5 % 35.6 % 36.7 % 35.9 % 37.4 % OpenStack FlexACMS (a) Inicial (2 m´etricas) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cloud Slices criados TempodeResposta(s) 020406080100120140 25.8 % 29.1 % 28.3 % 27.4 % 25.6 % 23.5 % 22.3 % 20.6 % 20.5 % 18.2 % OpenStack FlexACMS (b) Estendida (2 m´etricas) Figura: Comparativo das Arquiteturas Inicial e Estendida
  53. 53. 38/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida Comparativo dos tempos das Arquiteturas Inicial e Estendida 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cloud Slices criados TempodeResposta(s) 020406080100120140 25.8 % 29.1 % 28.3 % 27.4 % 25.6 % 23.5 % 22.3 % 20.6 % 20.5 % 18.2 % OpenStack FlexACMS (a) Estendida (2 m´etricas) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cloud Slices criados TempodeResposta(s) 020406080100120140 43.7 % 46.1 % 45.9 % 41.5 % 41.6 % 41.3 % 40.7 % 42.9 % 41.3 % 40.7 % OpenStack FlexACMS (b) Estendida (52 m´etricas) Figura: Comparativo Arquitetura Estendida - n´umero de m´etricas
  54. 54. 39/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Objetivo: avaliar a escalabilidade em rela¸c˜ao ao tempo de resposta variando: n´umero de cloud slices j´a armazenados (101 ,102 ,103 ,104 ) n´umero de novos monitoring slices em uma rajada (10,40,70,100) n´umero de m´etricas por monitoring slice (5,25,50) Plataforma: um Gatherer gera requisi¸c˜oes similares ao Gatherer desenvolvido para o OpenStack Solu¸c˜ao de monitoramento: Nagios Workers: 10 Configurator Workers Framework Core, Configurators e Gatherer Nagios, Configurators e Configurator Workers Switch 1 Gbps
  55. 55. 40/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida 050150250350 log(Cloud Slices armazenados) TempodeResposta(s) Novos monitoring slices 10 40 70 100 1 2 3 4 Figura: Arquitetura Estendida - 5 m´etricas
  56. 56. 41/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida 050150250350 log(Cloud Slices armazenados) TempodeResposta(s) Novos monitoring slices 10 40 70 100 1 2 3 4 Figura: Arquitetura Estendida - 25 m´etricas
  57. 57. 42/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida 050150250350 log(Cloud Slices armazenados) TempodeResposta(s) Novos monitoring slices 10 40 70 100 1 2 3 4 Figura: Arquitetura Estendida - 50 m´etricas
  58. 58. 43/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo
  59. 59. 43/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo Conclus˜oes O(en ): R2 baixo e p-value alto O(n2 ): R2 baixo e p-value alto O(n): R2 baixo e p-value alto
  60. 60. 43/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo Conclus˜oes O(en ): R2 baixo e p-value alto O(n2 ): R2 baixo e p-value alto O(n): R2 baixo e p-value alto Curvas acompanham o eixo-x
  61. 61. 43/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Tempo de resposta da Arquitetura Estendida Escalabilidade Qual a complexidade das curvas do gr´afico? Regress˜oes lineares e n˜ao-lineares O(n), O(n2 ), O(en ) Qualidade das regress˜oes R2 : precis˜ao da aproxima¸c˜ao obtida pela regress˜ao p-value: probabilidade do termo obtido pela regress˜ao ser nulo Conclus˜oes O(en ): R2 baixo e p-value alto O(n2 ): R2 baixo e p-value alto O(n): R2 baixo e p-value alto Curvas acompanham o eixo-x N˜ao dependem de n =⇒ escal´avel!
  62. 62. 44/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Conclus˜oes e Trabalhos Futuros FlexACMS (Arquitetura Estendida) ´E escal´avel Tempo de resposta at´e 60% menor que a Arquitetura Inicial Consumo de recursos computacionais pode ser ajustado conforme o n´umero de trabalhadores Sugerida como solu¸c˜ao para a cria¸c˜ao automatizada de Cloud Monitoring Slices baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento
  63. 63. 45/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Outras conclus˜oes A constru¸c˜ao automatizada de monitoring slices ´e vi´avel Solu¸c˜oes de monitoramento podem oferecer integra¸c˜ao com plataformas para reagir a cria¸c˜ao de cloud slices de acordo com regras definidas Plataformas podem oferecer mecanismos para configurar monitoring slices a partir da cria¸c˜ao de cloud slices de acordo com regras definidas
  64. 64. 46/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Trabalhos futuros Concluir o ciclo de vida de um cloud slice (reconfigura¸c˜oes e dele¸c˜oes) Investigar a viabilidade do FlexACMS para PaaS e SaaS Aprimorar mecanismos de balanceamento de carga na distribui¸c˜ao de tarefas de configura¸c˜ao*
  65. 65. 47/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Publica¸c˜oes e Colabora¸c˜oes I Carvalho, M., Esteves, R., Rodrigues, G., Granville, L. Z., and Tarouco, L. M. R. A cloud monitoring framework for self-configured monitoring slices based on multiple tools. In 9th International Conference on Network and Service Management 2013 (CNSM 2013) - Poster Session (2013). Carvalho, M., Esteves, R., Rodrigues, G., Marquezan, C., Granville, L. Z., and Tarouco, L. M. R. Efficient configuration of monitoring slices for cloud platform administrators. In 19th IEEE Symposium on Computers and Communications (IEEE ISCC 2014) (2014). Carvalho, M., and Granville, L. Z. Incorporating virtualization awareness in service monitoring systems. In Integrated Network Management (IM), 2011 IFIP/IEEE International Symposium on (2011), pp. 297–304.
  66. 66. 48/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Publica¸c˜oes e Colabora¸c˜oes II Wickboldt, J., Esteves, R., Carvalho, M., and Granville, L. Z. Resource management in iaas cloud platforms made flexible through programmability. Computer Networks (2014).
  67. 67. 49/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Conclus˜oes e Trabalhos Futuros Agradecimentos Obrigado pela aten¸c˜ao! mbcarvalho@inf.ufrgs.br
  68. 68. 50/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Implementa¸c˜ao Framework Core Framework Core
  69. 69. 51/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Implementa¸c˜ao Gatherer Gatherer OpenStackAPI
  70. 70. 52/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Implementa¸c˜ao Configurator Worker Configurator Worker
  71. 71. 53/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Implementa¸c˜ao Configurators Configurator Nagios
  72. 72. 54/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Implementa¸c˜ao Configurators Configurator MRTG
  73. 73. 55/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Avalia¸c˜ao Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tempo de resposta da Arquitetura Inicial Tabela: M´edia aritm´etica dos parˆametros estat´ısticos das regress˜oes lineares e n˜ao-lineares dos tempos de resposta da arquitetura inicial com Gatherers simples e inteligente Complex. Modelo Simples Inteligente R2 p-value R2 p-value O(n) y = β0 + β1x 0,98770 0,00062 0,96685 0,00283 O(n2) y = β0 + β1x + β2x2 0,99895 0,04526 0,99875 0,01893 O(n3) y = β0 + β1x + β2x2 + β3x3 0,99968 0,46612 0,99928 0,44008 O(en) y = β0 + β1ex 0,97882 0,00207 0,98100 0,00138
  74. 74. 56/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Avalia¸c˜ao Consumo de Processamento e Mem´oria da Arquitetura Inicial Consumo de Processamento e Mem´oria da Arquitetura Inicial 0 20 40 60 80 100 120 0510152025 Tempo (s) UtilizaçãodeCPU(%) Processamentodarequisição Detecçãodemudanças Execução da configuração 10.5 33.5 (a) Utiliza¸c˜ao de CPU 0 20 40 60 80 100 120 010203040 Tempo (s) Utilizaçãodememória(KBytes) Proc.darequisição Detecçãodemudanças Execução da configuração 10.5 33.5 (b) Utiliza¸c˜ao de Mem´oria Figura: Utiliza¸c˜ao de CPU e mem´oria da arquitetura inicial
  75. 75. 57/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Avalia¸c˜ao Tr´afego de gerˆencia para o Gatherer da OpenStack API Tr´afego de gerˆencia para o Gatherer da OpenStack API 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cloud Slices criados TráfegodeGerência(KBytes) 010203040 KBytes enviados KBytes recebidos Figura: Tr´afego de gerˆencia para o Gatherer da OpenStack API
  76. 76. 58/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Avalia¸c˜ao Tempo de resposta dos Configurators para Nagios e MRTG Tempo de resposta dos Configurators para Nagios e MRTG Nagios Host Nagios Service MRTG Tempo de Resposta (s) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 Figura: Tempo de resposta dos Configurators para Nagios e MRTG
  77. 77. 59/49 Um Framework para a Constru¸c˜ao Automatizada de Cloud Monitoring Slices Baseados em M´ultiplas Solu¸c˜oes de Monitoramento Avalia¸c˜ao Tempo de resposta dos Configurators para Nagios e MRTG Tabela: M´edia aritm´etica dos parˆametros estat´ısticos das regress˜oes lineares e n˜ao-lineares dos tempos de resposta da arquitetura estendida para a constru¸c˜ao de monitoring slices com 5, 25 e 50 m´etricas Complexidade 5 m´etricas 25 m´etricas 50 m´etricas R2 p-value R2 p-value R2 p-value O(n) 0,89516 0,05805 0,34215 0,52340 0,47356 0,38950 O(n2) 0,90408 0,52730 0,66355 0,43617 0,68765 0,65776 O(en) 0,89718 0,05690 0,34189 0,52575 0,47585 0,38825

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