Estudo Experimental de Envelhecimento de Software em Nuvens KVM/OpenNebula: Live Migration como Mecanismo de Suporte ao Rejuvenescimento de Software

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1 Estudo Experimental de Envelhecimento de Software em Nuvens KVM/OpenNebula: Live Migration como Mecanismo de Suporte ao Rejuvenescimento de Software Matheus Torquato (IF-Sertão PE - Salgueiro) Jean Araujo (CIn - UFPE) Paulo Maciel (CIn - UFPE) WCGA, SBRC 2015, Vitória - ES 18 de maio de

2 Cloud Computing suportando diversos tipos de aplicações Subconjunto dos Clientes da Amazon AWS 2

3 Cisco Global Cloud Networking Survey, 2012 Availability/Reliability of Cloud Applications Device-Based Security Cloud Application Performance 2012 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 67% 66% 60% 3

4 CDW s Cloud 401 Report, 2015 Same as Ever: IT Must Plan for Service Disruptions Reliability is key, but 76% of organizations surveyed say at Atributos least one cloud maisvendor importantes failed to meet do provedor their SLA de Cloud Computing. Cloud vendor attributes identified as most important to customers: 43% 28% 27% 25% 25% Reliability Cost stability Ability to integrate with existing infrastructure IT support during implementation Lowest total cost Research Topic: How can we architect business continuity, high availability and disaster recovery into our cloud solutions? 9 Cite as: CDW s Cloud 401 Report CDW

5 Envelhecimento de software em Cloud Computing 5

6 Desempenho e confiabilidade do software Mas o que é envelhecimento de software? Execução normal com desempenho máximo Sobrecarga nos recursos. Desempenho notoriamente degradado Falha no software Tempo (de horas para meses) Envelhecimento de software, adaptada de Roberto Natella ( 6

7 E agora? É possível corrigir? 7

8 Rejuvenescimento de software Remover os status acumulado de envelhecimento de software Rejuvenescimento de software, adaptado da Patente US

9 Rejuvenescimento de software Geralmente baseada em restart de aplicações e reboot de SO Gera downtime! 9

10 Estratégia de rejuvenescimento suportada por Live Migration ESTÁGIO 1 ESTÁGIO 2 Main Node Standby Node Main Node Standby Node VM VM VMM SO HW VMM SO HW VMM SO HW VMM SO HW Standby Node VM VMM SO HW Main Node VMM SO HW VM Rejuvenescimento ESTÁGIO 4 ESTÁGIO 3 Standby Node VMM SO HW 10

11 11 Roteiro 1 Introdução 2 Objetivos 3 Metodologia 4 Resultados 5 Conclusões

12 12 Objetivos Checar a efetividade do mecanismo de Live Migration como mecanismo de rejuvenescimento de software (VMM) na prática Realizar experimentos na plataforma OpenNebula/KVM obedecendo uma metodologia para destacar os efeitos de envelhecimento e rejuvenescimento de software.

13 13 Roteiro 1 Introdução 2 Objetivos 3 Metodologia 4 Resultados 5 Conclusões

14 14 Arquitetura do ambiente de testes VM Front End Main Node Standby Node Private Switch Stresser Ambiente de testes considerado

15 15 Experimentos de envelhecimento e rejuvenescimento Carga de montagem e desmontagem de discos Carga de solicitações web de 2000 req/s (via planejamento de capacidade) Volume 1... Volume 15 Montar discos Desmontar discos VM Servidor Web Autobench (httperf) 2000 req/s Figura : Geração da carga de trabalho

16 16 Metodologia do experimento Experimento rodou por 13 dias consecutivos Dividido em três etapas Fase de estresse - Envio da carga de envelhecimento Fase de espera - Interrupção do envio da carga de envelhecimento Fase de rejuvenescimento - Realizar o rejuvenescimento e checar sua efetividade.

17 17 As fases do experimento Aumento da taxa de falha do software Envelhecimento do software? Política de alocação do SO? Erro em outros componentes?

18 18 Não suficiente para afirmar a existência de indícios de envelhecimento de software Indícios de envelhecimento de software detectados

19 19 Ação de rejuvenescimento não efetiva Ação de rejuvenescimento efetiva

20 Observou-se que o tempo necessário para a execução do experimento foi de 13 dias Organização do do experimento consecutivos, pois, os arquivos de resposta do monitoramento do sistema são gerados de modo iterativo, o que permite a análise destes em paralelo com a execução do experimento. A organização do tempo para cada fase pode ser observada na Tabela 2. Tabela 2. Execução dos experimentos - Organização do tempo Nome da Tarefa Duração Dias Experimento 13d X X X X X X X X X X X X X Fase de estresse 6d X X X X X X Fase de espera 5d X X X X X Fase de rejuvenescimento 2d X X Montagem e 6d X X X X X X desmontagem de discos Requisições Web 13d X X X X X X X X X X X X X 5. Resultados e análises Os resultados do experimento podem ser vistos na Figura 5. Os resultados do monitoramento do nó estão divididos em duas colunas. A primeira diz respeito ao nó que executou 20

21 21 Roteiro 1 Introdução 2 Objetivos 3 Metodologia 4 Resultados 5 Conclusões

22 22 Resultados do experimento Tempo de resposta (ms) Tempo de resposta (ms) Estresse Espera Rej e+006 Tempo (s) Figura : Tempo de resposta do servidor Web

23 23 Resultados do experimento 6000 Estresse Erros Erros Espera Rej e+006 Tempo (s) Figura : Erros acumulados do servidor Web

24 24 Roteiro 1 Introdução 2 Objetivos 3 Metodologia 4 Resultados 5 Conclusões

25 25 Conclusões Acúmulo de efeitos de envelhecimento de software no KVM 1.0 Efetividade da utilização de Live Migration como suporte ao rejuvenescimento de software Metodologia proposta facilita a detecção de indícios de envelhecimento de software, bem como possibilita observar os efeitos oriundos de uma técnica voltada ao rejuvenescimento de software. Futuramente: Ampliar os estudos para outros hypervisors Algoritmos de agendamento de migrações para estudar o impacto direto na disponibilidade estacionária do sistema

26 26 Contatos Matheus Torquato Jean Araujo Paulo Maciel

27 Obrigado! 27