AN EVALUATION OF ALTERNATIVE ARCHITECTURE FOR TRANSACTION PROCESSING IN THE CLOUD (SIGMOD)

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1 AN EVALUATION OF ALTERNATIVE ARCHITECTURE FOR TRANSACTION PROCESSING IN THE CLOUD (SIGMOD) Donal Krossman, Tim Kraska and Simon Loesing João Lucas Chiquito Universidade Federal do Paraná Departamento de Informática Programa de Pós-Graduação em Informática Curitiba, 15 de dezembro de 2011 Cloud Computing

2 Agenda 2 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

3 Agenda 3 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

4 Introdução 4 Promessas Cloud Escalabilidade Tolerância a falhas Pay-as-you-go Serviço de Infraestrutura IaaS Armazenamento de dados Máquinas Virtuais Serviços de Plataforma PaaS Web-service

5 Agenda 5 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

6 Motivação 6 Avaliação dos serviços oferecidos Comparação dos resultados Custos em termos de escalabilidade Cumprimentos das promessas de cloud

7 Agenda 7 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

8 Arquitetura 8 Clássica A camada DB Server limita a escalabilidade da aplicação Diversos Web + App Server DB Server simples Armazenamento simples Escalabilidade no nível Web + App Server

9 Arquitetura 9 Particionamento Não suporta escalabilidade de uma aplicação Diversos Web + App Server Diversos DB Server e Storage Server Dados particionados e divididos entre os servidores

10 Arquitetura 10 Replicação Diversos Web + App Server Diversos DB Server e Storage Server Replicação Mestre para Escravos Leituras mais rápidas O DB Server pode ser o gargalo em uma replicação não transparente

11 Arquitetura 11 Controle Distribuído Não prove consistência, disponibilidade e tolerância completa Diversos Web + App + DB Server Acesso ao disco concorrente Escalabilidade completa Aumento de sobrecarga devido a protocolos distribuídos

12 Arquitetura 12 Caching Boa escalabilidade Google AppEngine utiliza Os resultados são armazenados em um Cache Server exclusivo

13 Agenda 13 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

14 Serviços 14 IaaS and PaaS - Elastic Cloud Computing (EC2) - Elastic Block Storage (EBS) - Simple Storage Service (S3) - Relational Database Service (RDS) - SimepleDB and more PaaS - Azure PaaS - AppEngine

15 15 Serviços

16 16 Serviços

17 17 Configuração

18 Agenda 18 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

19 Benchmark 19 TPC-W Benchmark Carga de trabalho Navegação Compras Ordens Adaptado para atender as exigências da nuvem Simula requisições de navegadores (EB)

20 Métricas 20 Throughtput Máxima interações web por segundo (WIPS) Aumento da carga de trabalho ao longo do tempo (1 a EB 1 EB a cada 0,4s) 500 requisições por hora de cada EB Custo $/WI: Divide os custos do sistema pela carga de trabalho atual s($): Desvio padrão a partir de EB

21 Implementação 21 SimpleDB, S3 e AppEngine: 1, 250, 500, 1.000, 2.000, 3.000, e EBs MySQL, MySQL/R, RDS e Azure: 1 a Ebs Repetição de 3 a 7 vez cada experimento Os Ebs foram executados em máquinas EC2 Clientes e servidoras em diferentes centros de dados

22 Agenda 22 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

23 Scale-out 23 GAE e GAE/C apresentara desempenho semelhante MySQL/R e MySQL apresentaram desempenho semelhante

24 Custo/WIPS MySQL MySQL/R RDS SimpleDB S Google AE Google AE/C MS Azure

25 Custo/Dia MySQL MySQL/R RDS SimpleDB S Google AE Google AE/C MS Azure

26 Análise de custo 26 GAE e GAE/C apresentara desempenho semelhante MySQL/R e MySQL apresentaram desempenho semelhante

27 27 Fatores de custos

28 Bulkloading 28 BL Time (h:mm) BL Cost ($) DB Size (GB) MySQL 0: > 0.1 MySQL/R 0: RDS 0: SimpleDB 1: S3 1: Google AE 30: Google AE/C 30: MS Azure 0: Storage Cost / Month ($)

29 Agenda 29 Introdução Motivação Arquitetura Serviços Benchmark Experimentos e resultados Conclusão

30 Conclusões 30 Estudo de análise de desempenho da execução de aplicações web com cargas de trabalho OLTP em arquiteturas diferentes para DBaaS. Serviços em nuvem disponíveis variam muito em custo e desempenho A maioria dos serviços têm problemas de escalabilidade GAE/C parece melhor para cargas de trabalho leve Azure para médios e grandes volumes. Disponibilidade e tolerância a falhas Limitado detalhes técnicos Adaptação aos picos de cargas de trabalho

31 Contato 31 Obrigado!

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