Tesi di Laurea. Cluster di server Web a Qualità del Servizio garantita

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1 Tesi di Laurea Cluster di Web a Qualità del Servizio garantita Candidato: Marco Orazi Relatore: Chiar.mo Prof. Salvatore Tucci Correlatore: Chiar.mo Prof. Michele Colajanni Sommario Qualità del Servizio e Qualità dei Servizi Web Cluster di Web: architetture e algoritmi Politiche per la Qualità dei Servizi Web Architettura del prototipo Risultati sperimentali Conclusioni e sviluppi futuri

2 Qualità del Servizio (QoS): principi Il sistema Web è composto dal lato rete e dal lato La QoS nasce nel lato rete Partendo dai principi di QoS: Classificazione dei servizi Isolamento delle prestazioni Elevato utilizzo delle risorse Richiesta di ammissione Qualità dei Servizi Web (QoWS) Qualità dei Servizi Web (QoWS( QoWS): principi Classificazione - Identificazione utenti e servizi - Classificazione utenti e servizi Isolamento delle prestazioni - Politiche di scheduling con priorità - Partizionamento delle risorse Elevato utilizzo delle risorse - Partizionamento dinamico delle risorse Richiesta di ammissione - Stima della richiesta di risorse - Controllo di accesso

3 Cluster di Web: architetture Architettura Two-Way Il e la spedisce elabora la allo risposta... switch. Web 1 Web 2 Web 3 Il client richiede un documento. browser INTERNET Web switch LAN Lo switch Lo ed switch gli invia inoltra altera la assegna un risposta l intestazione... la richiesta. al client.... Web 4 Web 5 Architettura One-Way, la risposta viene spedita direttamente al client Cluster di Web: algoritmi Quarto livello OSI -ProtocolloTCP/IP - Content blind - Statici e dinamici Settimo livello OSI - Livello Applicativo (HTTP) - Content aware - Statici e dinamici

4 Politiche per la QoWS: SwitchAdm Le politiche sono classificate in base al numero crescente di principi di QoWS che soddisfano - classificazione e richiesta di ammissione - aggiunta di isolamento delle prestazioni - aggiunta di elevato utilizzo delle risorse Classificazione (High, Low) e richiesta di ammissione SwitchAdm - servizio negato dal Web switch agli utenti Low - meccanismo di rifiuto della richiesta sulla base del carico del cluster (soglia di carico) Politiche per la QoWS: StaticPart Aggiunta di isolamento delle prestazioni StaticPart - Web staticamente partizionati in High Set (HS) e Low Set (LS) - richieste di classi diverse vengono assegnate a differenti insiemi - servizio negato dal Web switch agli utenti Low - meccanismo di rifiuto della richiesta sulla base del carico dell insieme LS (soglia di carico)

5 Politiche per la QoWS: DynamicPart Aggiunta di elevato utilizzo delle risorse DynamicPart - Web dinamicamente partizionati in High Set (HS) e Low Set (LS) - richieste di classi diverse vengono assegnate a differenti insiemi - servizio negato dal Web switch agli utenti Low - meccanismo di rifiuto della richiesta sulla base del carico dell insieme LS (soglia di carico) Architettura del prototipo Richieste scartate Richieste ammesse Web 1 Web 2 High Set Richieste LAN Web switch Low Classificazione Richiesta di ammissione Isolamento delle prestazioni Elevato utilizzo delle risorse Set Web 3 Web4

6 Componenti del prototipo Web switch - Riscrittura intestazione - Aggiornamento carichi - Apache modificato per il controllo di accesso - Distribuzione richieste Web - Load Monitor Aggiornamento Stato di carico Classificazione e controllo di accesso Riscrittura intestazione risposte Web switch Web 1 Web 2 Web 3 Load Monitor Load Monitor Load Monitor Distribuzione richieste Ambiente di test Hadrianus Traianus Claudius Caesar Fast Ethernet switch Saetta PII400MHz, 256Mb RAM Web switch Augustus MMX 233MHz 64Mb RAM Server Web Zenobia MMX 233MHz 64Mb RAM Server Web Valerianus MMX 233MHz 64Mb RAM Server Web Tiberius PII 266MHz 64Mb RAM Server Web

7 Ambiente di test (2) Webstone: benchmark per Web Workload - Richieste statiche e dinamiche - Percentuale di richieste di classe High 20% - Percentuale di richieste di classe High 40% Misurazioni effettuate - Utilizzazioni medie CPU e Web switch - Connessioni / sec. aperte dal cluster - Throughput medio in uscita dal cluster - Tempi medi di risposta per ogni classe di servizio - Percentuale di richieste Low rifiutate Risultati sperimentali SwitchAdm, percentuale richieste High 20% - Tempi di risposta non differenziati - Percentuale di rifiuto limitata fino a 240 client Tempi medi di risposta 0,8 0,7 Richieste H Richieste L Media Percentuale di richieste rifiutate 0,6 10 0,5 8 0, ,3 2 0,

8 Risultati sperimentali (2) StaticPart, percentuale richieste High 20% - Tempo di risposta utenti High inferiore - Percentuale di scarto limitata fino a 200 client 1,4 1,2 1 Tempi medi di risposta Richieste H Richieste L Media Percentuale di richieste rifiutate 0, ,6 3 0, , Risultati sperimentali (3) DynamicPart, percentuale richieste High 40% - Tempo di risposta utenti High inferiore - Percentuale di scarto crescente in modo uniforme 1,8 1,6 1,4 Tempi medi di risposta Richieste H Richieste L Media 7 6 Percentuale di richieste rifiutate 1, ,8 3 0,6 2 0,4 1 0,

9 Conclusioni e sviluppi futuri Conclusioni - Realizzazione di un cluster di Web a Qualità del Servizio garantita - Implementazione di politiche per la QoWS - Le politiche con partizionamento dei Web garantiscono una differenziazione del livello di servizio Sviluppi futuri - Nuove politiche per la QoWS, a livello applicativo e del sistema operativo - Nuove metriche per lo stato di carico dei Web - Implementazione di un Web switch One-Way di settimo livello

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