Realizzazione di un tool di instrumentazione automatica a supporto della failure analysis

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1 tesi di laurea Realizzazione di un tool di instrumentazione automatica a supporto della failure analysis Anno Accademico 2011/2012 relatore Ch.mo prof. Domenico Cotroneo correlatore Ing. Antonio Pecchia candidato Mario Lubrano Matr. 534/002835

2 La Field Failure Data Analysis (FFDA) Tecnica di valutazione della dependability di un sistema basata sull analisi dei file di log. Log: report sintetici dell attività di un sistema comprensivi degli errori occorsi. Permette valutazioni durante la fase di esercizio del sistema. La tecnica si compone di tre fasi: Sistema in funzione Log Log filtrati Risultati Raccolta e collezione Filtraggio e manipolazione Analisi dei dati

3 Limiti della FFDA dovuti al logging tradizionale I file di log hanno una natura eterogenea e non strutturata. I log sono inaccurati: duplicati, mancanze ed informazioni spesso poco utili. Non esiste alcuno standard per la regolamentazione del logging. Tutte le scelte sono affidate agli sviluppatori. Mancata considerazione di fenomeni di propagazione dei fallimenti. Forte esigenza di supportare la FFDA con tecniche di logging più adeguate

4 Contributo del lavoro di tesi Realizzazione di un tool che supporta l applicazione automatizzata della tecnica Rule-Based Logging. Regole precise, e molto semplici, stabiliscono quali eventi vanno loggati ed in che modo. Applicazione delle regole del tutto trasparente agli sviluppatori. Le abituali fasi di design, sviluppo ed analisi restano inalterate. Obiettivi: Verifica di fattibilità dell implementazione. Sviluppo di una release prototipale per l instrumentazione degli eventi di interazione in sorgenti scritti in linguaggio C.

5 Modellizzazione del sistema: Entità: elementi attivi che offrono servizi ed iniziano interazioni con risorse o con altre entità. Risorse: elementi passivi che sono oggetto di un interazione. Regole di logging ben definite: Service Start - SST. Service End - SEN. Approccio Rule-Based alla FFDA Entity (Resource) Interaction Start EIS (RIS). Entity (Resource) Interaction End EIE (RIE). Start Up SUP. Shutdown SDW. void service (int n) { SST(); some_operation (); EIS(); ent_interaction (n); EIE(); RIS(); write_on_res (n); RIE(); if (error) { CMP(); return ERR; } else { SEN(); return OK; } }

6 Architettura del tool Pattern façade Requisiti non funzionali: Manutenibilità: architettura modulare. Portabilità: moduli sostituibili in base al sistema operativo. Scalabilità: meccanismi interni per supportare una mole crescente di input. Adattabilità: codice costruito in maniera dinamica, che si adatta al variare degli input. Affidabilità: gestione di situazioni critiche quali istruzioni non compilabili e grammatiche non corrette.

7 Strumenti utilizzati: ANTLR Generatore di parser: altrimenti detto compiler-compiler, genera automaticamente i sorgenti per la realizzazione di un parser, un interprete o un compilatore. ANTLR: ANother Tool for Language Recognition generatore di parser scritto in Java. Supporto alla portabilità. Dotato di un analizzatore lessicale integrato. Grammatica unica per regole di parser e lexer, e codice di annotazione. Linguaggi target supportati: Java, C/C++, C#, Python, Ruby etc.

8 Il modulo FunctionLogger Instrumenta i corpi di funzione:

9 Casi d uso (1/4) Instrumentazione del codice sorgente del Web Server Apache: Granularità del modello: n. di entità / n. di file ( 1) Modello a granularità minima Modello a granularità massima

10 Casi d uso (2/4) Instrumentazione del codice sorgente del Web Server Apache: Totale di istruzioni SST() rispetto alla granularità Totale di istruzioni EIS() rispetto alla granularità

11 Casi d uso (3/4) Instrumentazione del codice sorgente del middleware DDS: Granularità del modello: n. di entità / n. di file ( 1) Modello a granularità minima Modello a granularità massima

12 Casi d uso (4/4) Instrumentazione del codice sorgente del middleware DDS: Totale di istruzioni SST() rispetto alla granularità Totale di istruzioni EIS() rispetto alla granularità

13 Conclusioni I risultati ottenuti dimostrano l utilità e l assoluta necessità del tool. La soluzione proposta dimostra la fattibilità dell approccio e la concreta possibilità di ulteriori e più raffinati sviluppi. Sviluppi futuri Supporto ad altri sistemi operativi. Testing ulteriore, mirato all affinamento delle grammatiche. Ottimizzazione delle prestazioni. Supporto a linguaggi di programmazione differenti.