Auto-Adaptativo
5.1. Experimento 1: Monitoramento do Tempo de Resposta
O objetivo do Experimento 1 é comparar o desempenho do mecanismo fuzzy auto-adaptativo contra o agendamento de fila tradicional com relação ao monitoramento da característica não-funcional de QoS tempo de resposta. Cada teste foi executado mais de uma vez, sendo possível obter a média de cumprimento dos contratos eletrônicos e média do tempo de resposta, tanto para o agendamento de fila como para o agendamento fuzzy.
Para o monitoramento somente do tempo de resposta (Talon et al., 2014) foram utilizadas duas máquinas. O Host A hospedou os consumidores e o Host B hospedou os provedores e o Monitor A (MA).
Para o teste sobre o monitoramento do tempo de resposta foram utilizados dois tipos de rede. Inicialmente os testes foram feitos na máquina local (localhost), depois foram feitos em uma LAN e em seguida em uma MAN.
Na máquina local, os tempos de resposta máximos foram acordados de forma intercalada, entre dois e três segundos, sempre de dois em dois contratos eletrônicos, ou seja, CEA 2s, CEB 2s, CEC 3s, CED 3s, CEE 2s, CEF 2s, CEG 3s, CEH 3s, CEI 2s, CEJ 2s, CEK 3s e CEL 3s. Na LAN, para todos os 12 contratos eletrônicos, o tempo de resposta máximo foi acordado em 2 segundos. E na MAN, para todos os 12 contratos eletrônicos, o tempo de resposta máximo foi acordado em 1,5 segundo.
Foram executados seis testes diferentes para comparar a arquitetura e medir o desempenho do mecanismo fuzzy. O primeiro e o segundo testes foram feitos na máquina local, medindo o tempo de resposta no lado do consumidor. O primeiro teste com os 12 contratos eletrônicos executando simultaneamente e o segundo teste com os contratos eletrônicos sendo adicionados um a um de forma gradativa. O terceiro e o quarto testes foram executados em uma LAN com a adição gradativa dos contratos eletrônicos até estarem executando simultaneamente 24 contratos eletrônicos, ou seja, cada contrato era executado duas vezes no final do teste. O terceiro teste mediu os tempos de resposta no lado do provedor e o quarto teste no lado do consumidor. Já para o quinto e sexto testes, foi utilizada uma MAN, também com a adição gradativa dos contratos eletrônicos até um total de 24 contratos. O quinto teste medindo o tempo do lado do provedor e o sexto medindo do lado do consumidor.
Para o primeiro teste, sem o sistema fuzzy, a média de cumprimento dos contratos eletrônicos foi de 81,33%, ou seja, 18,67% de contratos foram violados. Já com o sistema fuzzy, a arquitetura atingiu 89,33% no cumprimento dos contratos eletrônicos, um aumento de 9,83% no cumprimento dos contratos. Além disso, foi obtida uma diminuição de 15,48% no tempo de resposta. A média do tempo de resposta era de 1,55 segundos sem o sistema fuzzy e passou para 1,31 segundos com o sistema fuzzy.
Para o segundo teste, sem o sistema fuzzy, a adição do 10o (décimo) contrato eletrônico criou uma sobrecarga nos provedores, criando a violação de 6 (seis) contratos eletrônicos simultaneamente. Entretanto, com o sistema fuzzy, apenas o 12o (décimo segundo) contrato eletrônico criou uma sobrecarga nos provedores, o que causou somente a violação de 2 (dois) contratos eletrônicos simultaneamente.
Para o terceiro teste, sem o sistema fuzzy, a média de cumprimento dos contratos eletrônicos foi de 85,58%, ou seja, 14,42% de contratos foram violados. Já com o sistema fuzzy, a arquitetura atingiu 93,24% no cumprimento dos contratos eletrônicos, um aumento de 8,95% no cumprimento dos contratos. Além disso, foi obtida uma diminuição de 31,32%
no tempo de resposta. A média do tempo de resposta era de 0,83 segundos sem o sistema fuzzy e passou para 0,57 segundos com o sistema fuzzy.
Para o quarto teste, sem o sistema fuzzy, a média de cumprimento dos contratos eletrônicos foi de 85,08%, ou seja, 14,92% de contratos foram violados. Já com o sistema fuzzy, a arquitetura atingiu 89,78% no cumprimento dos contratos eletrônicos, um aumento de 5,52% no cumprimento dos contratos. Além disso, foi obtida uma diminuição de 20,93% no tempo de resposta. A média do tempo de resposta era de 0,86 segundos sem o sistema fuzzy e passou para 0,68 segundos com o sistema fuzzy.
Para o quinto teste, sem o sistema fuzzy, a média de cumprimento dos contratos eletrônicos foi de 81,18%, ou seja, 18,82% de contratos foram violados. Já com o sistema fuzzy, a arquitetura atingiu 87,61% no cumprimento dos contratos eletrônicos, um aumento de 7,92% no cumprimento dos contratos. Além disso, foi obtida uma diminuição de 7,97% no tempo de resposta. A média do tempo de resposta era de 1,091 segundos sem o sistema fuzzy e passou para 1,004 segundos com o sistema fuzzy. Também no quinto teste, com o sistema fuzzy, todos os 24 (vinte e quatro) contratos eletrônicos foram suportados pela arquitetura, o que não causou nenhuma violação simultânea de mais de 1 (um) contrato eletrônico. Entretanto, sem o sistema fuzzy, a adição do 13o (décimo terceiro) contrato eletrônico criou uma sobrecarga nos provedores, criando a violação de 4 (quatro) contratos eletrônicos simultaneamente.
Para o sexto teste, os resultados das médias de cumprimento dos contratos eletrônicos ficaram muito próximos utilizando o mecanismo fuzzy ou não. A diferença ficou em 1%, e não foi constante. O problema pode ter acontecido por causa do tráfego. Porém este teste foi importante para mostrar porque a arquitetura é auto-adaptativa. Com o sistema fuzzy, se acontecia uma violação de um contrato eletrônico, a arquitetura auto-adaptava para otimizar a fila de prioridades e a próxima requisição era respondida em tempo. O mesmo não pode ser observado sem o sistema fuzzy, toda vez que uma violação acontecia, ela se repetia nas próximas requisições. Também no sexto teste, com o sistema fuzzy, todos os 24 (vinte e quatro) contratos eletrônicos foram suportados pela arquitetura, o que não causou nenhuma violação simultânea de mais de 1 (um) contrato eletrônico. Entretanto, sem o sistema fuzzy, a adição do 9o (nono) contrato eletrônico criou uma sobrecarga nos provedores, criando a violação de 4 (quatro) contratos eletrônicos simultaneamente.
A Tabela 8 mostra os resultados do desempenho do mecanismo fuzzy para o monitoramento somente do tempo de resposta e a Tabela 9 mostra quando acontecia a sobrecarga dos provedores de acordo com o teste executado.
Rede Lado Quantidade de Contratos Eletrônicos Disposição dos Contratos Eletrônicos Aumento no Cumprimento dos Contratos Eletrônicos Diminuição do Tempo de Reposta Médio
local consumidor 12 juntos 9,83% 15,48%
local consumidor 12 gradativamente --- ---
LAN provedor 24 gradativamente 8,95% 31,32%
LAN consumidor 24 gradativamente 5,52% 20,93%
MAN provedor 24 gradativamente 7,92% 7,97%
MAN consumidor 24 gradativamente --- ---
Tabela 8: Resultados do Monitoramento Leve do Tempo de Resposta.
Rede Lado Sem Fuzzy
Sobrecarga Sem Fuzzy Violações Com Fuzzy Sobrecarga Com Fuzzy Violações local consumidor 10o 6 12o 2
MAN provedor 13o 4 sem sobrecarga sem violação
MAN consumidor 9o 4 sem sobrecarga sem violação
Tabela 9: Momento da Sobrecarga nos Provedores durante o Monitoramento Leve do Tempo de Resposta.
Comparando o lado do provedor na LAN (terceira linha da Tabela 8) com o lado do provedor na MAN (quinta linha da Tabela 8), é possível observar que o mecanismo fuzzy trouxe melhores resultados na LAN. É possível visualizar os melhores resultados na LAN através do gráfico da Figura 24. Isto significa que o mecanismo fuzzy conseguiu melhor se adaptar na LAN para esta configuração do experimento.
Analisando os dados da LAN, comparando o lado do provedor (terceira linha da Tabela 8) com o lado do consumidor (quarta linha da Tabela 8), é possível notar que o mecanismo fuzzy conseguiu melhor se adaptar no lado do provedor, trazendo melhores resultados. É possível notar os melhores resultados do lado do provedor através do gráfico da Figura 25.
De maneira geral, com esta configuração do experimento, os melhores resultados foram obtidos do lado do provedor em uma rede LAN.
Figura 24: Monitoramento Leve do Tempo de Resposta / Comparação entre LAN e MAN.