Using Virtualization to Improve Software Rejuvenation

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Using Virtualization to Improve Software Rejuvenation

Departamento de Eletrônica – Escola Politécnica Programa de Engenharia Elétrica – COPPE

Rafael dos Santos Alves

http://www.gta.ufrj.br

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Informações

• Autores

• Luis Moura Silva

• Javier Alonso

• Paulo Silva

• Jordi Torres

• Artur Andrzejak

• Publicação

• Sixth IEEE International Symposium on Network Computing And Applications (NCA 2007)

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Introdução

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Software Rejuvenation

• Definição

• “Software rejuvenation is the concept of gracefully terminating an application and

immediately restarting it at a clean internal state”

• Motivação

• Software aging

• Degradação da aplicação

• Ex.: vazamento de memória

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Software Rejuvenation

• Soluções

• Baseadas em temporização

• Pró-ativas

• Micro-rebooting

• Redução do tempo de reparo

• Reinício de partes da aplicação

• Exige alteração do código

• Proposta

• Virtualização

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Requisitos da Proposta

• Aplicável a qualquer aplicativo inalterado

• Redução do tempo de reparo

• Ausência de requisições perdidas

• Auto-cura

• Baixa sobrecarga do sistema

• Aplicável a qualquer hardware

• Facilidade de implementação e manutenção

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VM-Rejuv

Figura 1: Arquitetura VM-Rejuv

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VM-Rejuv

• Procedimento geral

• VM3 em espera e VM2 ativa

• VM-LB (VM1) procura por potenciais anomalias

• VM3 é iniciado

• Passa a receber as novas requisições

• Estado de VM2 é migrado para VM3

• VM2 conclui todas as operações em andamento

• VM2 é reiniciado

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Módulos

• Load -balancer

• Interceptação de todas as requisições

• Implementação: LVS (Linux Virtual Server)

• Watchdog

• Monitoramento de parâmetros

• CPU, uso de memória, espaço em disco etc

• Implementação: Ganglia

• Data-collector

• Aplicação de filtros em parâmetros

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Módulos

• Aging-detector

• Análise

• Parâmetros de sistema

• Erros em protocolos de comunicação

• Códigos de erro em logs

• Sensores específicos de aplicações

• Métricas de desempenho

• Implementação

• Análise de vazão

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Módulos

• Anomaly-detector

• Complemento ao aging-detector

• Análise

• Anomalias a nível de aplicação

• Erros em protocolos

• Violação de limiares

• Implementação

• Em desenvolvimento

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Módulos

• SRA-Coord

• Coordena os SRA-Agents

• SRA-Agent

• Responsável pela operação de rejuvenation

• S-Probe

• Sonda geral

• P-Probe

• Análise de métricas específicas

• LogProbe

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Ambiente de Análises

Servidores:

Katrina, Wilma

Servidores:

Tania, Nelma Clientes

CPU Dual AMD64 Opteron

(2000MHz)

Dual Core AMD64 Opteron 165

(1800MHz)

Intel Celeron (1000MHz)

Memória 4GB 2GB 512MB

Disco Rígido 160GB(SATA2) 160GB(SATA2)

Espaço para Swap 8GB 4GB 1024MB

Sistema Operacional

Linux 2.6.16.21-0.25- smp

Linux 2.6.15-p3- Netboot

Java JDK 1.5.0_06, 64-bit Server VM

1.5.0_06, 64-bit Server VM

1.5.0_06-b05 Standard Edition Tomcat JVM

tamanho heap 512MB 512MB

Outros softwares Apache Tomcat 5.5.20, Axis 1.3, MySQL 5.0.18

Apache Tomcat 5.5.20, Axis 1.3

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Resultados - Sobrecarga

12% 14%

Figura 2:

Tomcat/Axis

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Resultados - Efetividade

Figura 3:

Tomcat/Axis

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Resultados - Efetividade

Figura 4: TPC-W

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Figura 5:

Tomcat/Axis

Resultados - Indisponibilidade

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Resultados - Indisponibilidade

VM-Rejuv Reinício do Tomcat

Reinício do XEN-VM

Reinício da máquina Vazão média

(req/s) 143,8 134,7 128,8 97,3

Total de

Requisições 86313 80847 77292 58401

Requisições

perdidas 0 476 536 1902

Requisições

lentas 0 10 0 0

Indisponibilidade

(ms) 0 12490 56143 200722

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Resultados – Sobrecarga (2)

Figura 6:

Tomcat/Axis

117750 requisições / 0 erros de sessão 107301 requisições / 15 erros de sessão

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Resultados – Aplicabilidade em Clusters

Figura 7:

Tomcat/Axis

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Resultados – Aplicabilidade em Clusters

Figura 8:

Tomcat/Axis

SLA=75

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Resultados –

c lean resart vs blind restart

Figura 9:

Tomcat/Axis