Adapta¸c˜ ao das redes virtuais

Nesta se¸c˜ao ser´a mostrado como o sistema de gerˆencia de redes virtuais pode adaptar os enlaces virtuais durante a execu¸c˜ao dos workflows para melhorar o seu desempenho. Ser˜ao utilizados os mesmos cen´arios da se¸c˜ao anterior para a distribui¸c˜ao dos fluxos sobre os enlaces f´ısicos.

Adapta¸c˜ao durante a execu¸c˜ao de um workflow

O primeiro experimento dessa se¸c˜ao utiliza um workflow que realiza o filtro de medi- ana dividindo uma imagem de 15.000 × 15.000 pixels, com 644MB, em trˆes fragmentos, envia-os em paralelo para processamento em diferentes recursos, e recebe os fragmentos processados de volta para gerar a imagem resultante final (Figura 7.7). Os passos da execu¸c˜ao do workflow s˜ao os seguintes:

1. apolo divide o arquivo da imagem em trˆes fragmentos.

2. apolo transfere em paralelo um fragmento para nix atrav´es da rede virtual A, um fragmento para hermes atrav´es da rede virtual B, e um fragmento para artemis atrav´es da rede virtual C. Nessas transferˆencias todos os fluxos s˜ao encaminhados pelo enlace de 100Mbps.

3. nix, hermes, and artemis executam o filtro de mediana sobre seus fragmentos do arquivo de imagem. Nesse instante o sistema de gerˆencia realiza as adapta¸c˜oes nas redes virtuais.

4. apolo recebe todos os fragmentos processados de nix, hermes e artemis e junta-os. Os fluxos s˜ao encaminhados por diferentes caminhos, usando os cen´arios da se¸c˜ao anterior.

Durante a execu¸c˜ao do workflow, o sistema de gerˆencia de redes virtuais pode distribuir os fluxos nos caminhos dispon´ıveis de acordo com os requisitos do workflow. Por exemplo, se os tempos de execu¸c˜ao das primeiras trˆes transferˆencias atrav´es do enlace de 100Mbps estiverem abaixo dos requisitos da aplica¸c˜ao (discriminados no seu SLA), o sistema de gerˆencia de redes virtuais pode migrar os enlaces virtuais para o enlace f´ısico de 1Gbps.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 A B C D Não virtual Tempo (s) Cenários Transferências 1−3 Processamentos 1−3 Transferências 4−6 Execução total

Figura 7.8: Avalia¸c˜ao de desempenho da aplica¸c˜ao em fun¸c˜ao de adapta¸c˜oes das redes virtuais durante a execu¸c˜ao do workflow.

A Figura 7.8 mostra os ganhos potenciais desse tipo de adapta¸c˜ao na execu¸c˜ao do workflow. Pode-se observar que quando o sistema de gerˆencia de redes virtuais migra do

7.3. Resultados experimentais 75

cen´ario A para o B, ele melhora os tempos de transferˆencia no retorno dos fragmentos do arquivo de imagem para apolo (transferˆencias 4-6). Como consequˆencia, o tempo de execu¸c˜ao do workflow tamb´em ´e reduzido. Se os requisitos forem mais r´ıgidos, o sistema de gerˆencia pode adaptar para os cen´arios C ou D, atingindo tempos de transferˆencia de dados menores.

Workflows concorrentes

Neste estudo de caso ser˜ao apresentados os resultados da execu¸c˜ao de workflows concor- rentes com n´ıveis de prioridade: (i) o workflow de menor prioridade W1da Figura 7.9, para

o processamento em paralelo de uma imagem de 20.000 × 20.000 pixels, com 1.145MB; e (ii) o workflow de maior prioridade W2 da Figura 7.4, para a aplica¸c˜ao do filtro de

mediana em uma imagem de 10.000 × 10.000 pixels, com 287MB.

Figura 7.9: Workflow que aplica uma sequˆencia de filtros em paralelo.

No experimento, W1 come¸ca sua execu¸c˜ao, dividindo o arquivo de imagem e enviando

os fragmentos para nix, hermes e artemis, atrav´es das redes virtuais A, B e C mapeadas no enlace f´ısico de 1Gbps. Depois do processamento, W2 come¸ca sua execu¸c˜ao enviando

o arquivo de apolo para hermes, utilizando uma nova rede virtual tamb´em mapeada no enlace f´ısico de 1Gbps. Nesse instante, quatro fluxos de dados concorrer˜ao pelo enlace de 1Gbps entre zeus e dionisio: T4, T5 e T6 de W1 e T1 de W2. O GPO requisita uma

adapta¸c˜ao atrav´es da interface com a gerˆencia de redes virtuais para dar prioridade a W2.

O objetivo do sistema de gerˆencia de redes virtuais ´e satisfazer os requisitos do W2 que

possui prioridade mais alta. Para alcan¸car isso, ele deve reconfigurar as redes virtuais para prover desempenho melhor `a W2.

Foram analisadas trˆes a¸c˜oes poss´ıveis a serem tomadas pelo sistema de gerˆencia de redes virtuais:

A¸c˜ao 1: N˜ao realizar nenhuma adapta¸c˜ao. Deixar que todos os fluxos sejam encaminha- dos atrav´es do enlace de 1Gbps.

A¸c˜ao 2: Reconfigurar as redes virtuais para que os fluxos de W2 utilizem exclusivamente

o enlace de 100Mbps.

A¸c˜ao 3: Reconfigurar as redes virtuais para que os fluxos de W2 utilizem exclusivamente

o enlace de 1Gbps, i.e., migrar as redes virtuais A, B e C para o enlace f´ısico de 100Mbps.

Os resultados das transferˆencia de dados da execu¸c˜ao concorrente dos workflows s˜ao apresentados na Figura 7.10. No caso da A¸c˜ao 1, os tempos totais de execu¸c˜ao dos workflows (incluindo o tempo de processamento que n˜ao ´e mostrado na figura por motivo de clareza) s˜ao de 206,038s para W1 e 70,605s para W2. A A¸c˜ao 2 foi a pior op¸c˜ao para o

workflow priorit´ario, uma vez que ela tem como consequˆencia um aumento dos tempos de suas transferˆencias de dados (T1 e T2 de W2). Nesse caso, os tempos totais de execu¸c˜ao

para W1 e W2 s˜ao 216,825s e 81,368s, respectivamente. Por outro lado, quando a A¸c˜ao 3

´e tomada, os tempos de transferˆencia de dados do worfklow priorit´ario W2 s˜ao menores,

fazendo o seu tempo de execu¸c˜ao total cair para 50,598s.

15 20 25 30 35 40 45

Ação 1 Ação 2 Ação 3

Tempo (s) Ações tomadas W1 / T1−T3 W1 / T4−T6 W1 / T7−T9 W1 / T10−T12 W2 / T1 W2 / T2

Figura 7.10: Avalia¸c˜ao de desempenho das transferˆencias de dados dos workflows concor- rentes em fun¸c˜ao das adapta¸c˜oes nas redes virtuais.