Auto-Configuração de Bases de dados NoSQL Multi-Dimensionais

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1 uto-configuração de Bases de dados NoSQL Multi-Dimensionais INFORUM 13 Nuno Diegues, Muhammet Orazov, João Paiva, Luís Rodrigues, Paolo Romano Instituto Superior Técnico / Inesc-ID, Lisboa, Portugal 5 de Setembro de 2013

2 Estrutura da apresentação Introdução Modelação uto-configuração do HyperDex Conclusões

3 Motivação rmazenamento por chave-valor Bom desempenho Grande escalabilidade Interface restritiva: operações apenas por chave primária

4 Motivação rmazenamento por chave-valor Bom desempenho Grande escalabilidade Interface restritiva: operações apenas por chave primária

5 Motivação: sistemas chave-valor ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa- 1000

6 Motivação: sistemas chave-valor ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa- 1000

7 Motivação: sistemas chave-valor ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa- 1000

8 Motivação: sistemas chave-valor ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa- 1000

9 Motivação: sistemas chave-valor ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa- 1000

10 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

11 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

12 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

13 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

14 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

15 Motivação: sistemas chave-valor? ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

16 Motivação: sistemas chave-valor ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

17 Motivação Sistemas multi-dimensionais Soluções para melhorar interface dos sistemas de armazenamento Suportam operações usando atributos secundários Bom desempenho Grande escalabilidade Configuração complexa

18 Motivação Sistemas multi-dimensionais Soluções para melhorar interface dos sistemas de armazenamento Suportam operações usando atributos secundários Bom desempenho Grande escalabilidade Configuração complexa

19 Motivação: sistemas multi-dimensionais ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

20 Motivação: sistemas multi-dimensionais Cidade 0 Preço 400 ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

21 Motivação: sistemas multi-dimensionais Cidade 0 Preço 400 ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

22 Motivação: sistemas multi-dimensionais Cidade 0 Preço 400 ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

23 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade Lisboa 0 Preço 400 ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

24 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade Lisboa 0 Preço 400 ID: alifparis1 Nome: Hotel lif Preço: 30 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel ID: ibisparis1 Nome: Hotel Ibis Preço: 50 Estrelas: 3 TLF: Postal: Paris ID: tivolilx1 Nome: Hotel Tivoli Preço: 90 Cidade: Lisboa Estrelas: 4 TLF: Postal: Lisboa ID: hiltonparis1 Nome: Hotel Hilton Preço: 250 Estrelas: 5 TLF: Postal: Paris- 1291

25 Motivação: sistemas multi-dimensionais Cidade 0 Preço 400

26 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade 0 10 Preço 400

27 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade 0 10 Preço 400

28 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade 0 10 Preço 400?

29 Motivação: sistemas multi-dimensionais Paris Cidade 0 10 Preço 400 ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel

30 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais Cidade 0 Preço 400

31 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais Cidade Estrelas 0 Preço 400

32 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais Postal Estrelas 0 0 Preço 400

33 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais 127 configurações para 7 atributos! Preço, Postal, nimais, Estrelas, Categoria, Nome, Telefone Postal, nimais, Estrelas, Categoria, Nome, Telefone Preço, nimais, Estrelas, Nome, Telefone Preço, Postal, nimais, Categoria Estrelas, Nome Preço, Estrelas nimais Preço...

34 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

35 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais 4149 configurações para 7 atributos! Preço, Postal, nimais, Nome, Telefone, Estrelas Postal, Estrelas, Categoria, Nome, Telefone, Preço Preço, nimais, Estrelas, Nome, Telefone Preço, Postal, nimais, Categoria Estrelas, Nome, Postal, nimais nimais, Estrelas, Nome Preço, Estrelas, nimais...

36 Motivação: configuração de sistemas multi-dimensionais 7 subspaces hyperspace 6 desempenho (1000 ops / s) x 27x 8x 1 0 PL EQ PE padrão de carga

37 Objectivos 1. Compreender os sistemas multi-dimensionais 2. Criar técnicas para auto-configurar sistemas multi-dimensionais

38 Contribuições 1. Modelo preditivo do desempenho do HyperDex 2. rquitectura para auto-configurar o HyperDex

39 Estrutura da apresentação Introdução Modelação uto-configuração do HyperDex Conclusões

40 Modelação Pressupostos Sistema configurado para máximo desempenho Desempenho limitado pelo processador Largura de banda não limitativa de desempenho

41 Modelação: Pesquisas Intuição Custo proporcional ao número de regiões contactadas.

42 Modelação: Pesquisas Cidade 0 Preço 400

43 Modelação: Pesquisas Paris Cidade 0 10 Preço 400

44 Modelação: Pesquisas Paris Cidade 0 10 Preço 400

45 Modelação: Pesquisas Cidade 0 Preço 400

46 Modelação: Pesquisas Paris Cidade 0 Preço 400

47 Modelação: Pesquisas Paris Cidade 0 Preço 400

48 Modelação: Pesquisas Cidade 0 Preço 400

49 Modelação: Pesquisas Para qualquer configuração S i S e pesquisa Q i, o número de regiões contactado é: CR exp (Q i ) = S i R E em que: E = S i \ Q i (1) T exp (Q i ) = Q S 1 (custo(q i ) p i ) i=0 (2)

50 Modelação: Pesquisas Para qualquer configuração S i S e pesquisa Q i, o número de regiões contactado é: CR exp (Q i ) = S i R E em que: E = S i \ Q i (1) T exp (Q i ) = Q S 1 (custo(q i ) p i ) i=0 (2)

51 Modelação: Modificações Intuição Custo da modificação é proporcional ao comprimento da cadeia de replicação envolvida.

52 Modelação: Modificações Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

53 Modelação: Modificações Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

54 Modelação: Modificações ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

55 Modelação: Modificações ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

56 Modelação: Modificações ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

57 Modelação: Modificações ID: sleazyparis1 Nome: Motel Sleazy Preço: 10 Estrelas: 1 TLF: nimais: Sim Postal: Paris Categoria: Motel Cidade estrelas 0 Preço 400 Pensão Categoria Hotel

58 Modelação: Modificações T exp (Q i ) = T max 1 + K(1 + N + 2α M ) (3)

59 Modelação: avaliação da precisão Padrões de carga : Pesquisas muito especificas B: Pesquisas muito amplas Variantes PL: Principalmente Leituras PE: Principalmente Escritas EQ: Equilibrado

60 Modelação: avaliação da precisão Desempenho real (1000 op/s) PL -EQ -PE B-PL B-EQ B-PE Desempenho estimado (1000 op/s)

61 Estrutura da apresentação Introdução Modelação uto-configuração do HyperDex Conclusões

62 rquitectura Operações Parametros do modelo Perfil das Configuraçao nalisador Oráculo Configurador operações seleccionada

63 rquitectura: Comparação com heuristicas desempenho (1000 ops / s) sem-subspaces dominante hyperspace todos-subspaces automático -PL -EQ -PE B-PL B-EQ B-PE padrão de carga

64 Estrutura da apresentação Introdução Modelação uto-configuração do HyperDex Conclusões

65 Conclusões Solução para auto-configuração do HyperDex Modelo preditivo de desempenho do HyperDex Modelo com precisão de 92%. Supera heuristicas estáticas.

66 Obrigado

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