Auton m s hibat r informatikai rendszerek
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 31

Autonóm és hibatűrő informatikai rendszerek PowerPoint PPT Presentation


  • 73 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Autonóm és hibatűrő informatikai rendszerek. 2013.09.09. A félévről. Előadók dr. Pataricza András Kocsis Imre (op. felelős) + meghívott előadók ikocsis @ mit.bme.hu , IB418, (+36 1 463) 2006 1 ZH (~félév közepén), szóbeli vizsga http://www.inf.mit.bme.hu/edu/courses/autonom.

Download Presentation

Autonóm és hibatűrő informatikai rendszerek

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Autonóm és hibatűrő informatikai rendszerek

2013.09.09.


A félévről

  • Előadók

    • dr. Pataricza András

    • Kocsis Imre (op. felelős)

    • + meghívott előadók

  • [email protected], IB418, (+36 1 463) 2006

  • 1 ZH (~félév közepén), szóbeli vizsga

  • http://www.inf.mit.bme.hu/edu/courses/autonom


Motiváció

  • Ezredforduló: „rendszermenedzsment-válság”

  • Beüzemelés és karbantartás költségei!

    • És egyéb minőségi jellemzői, pl. rendelkezésreállás

  • N.B.: „enterprise software” nézőpont

‚Computingsystems’ complexityappearsto be approachingthelimits of human capability, yetthemarchtowardincreasedinterconnectivity and integrationrushesaheadunabated.’ (Kephart et al. 2003)


Motiváció

  • Történelmi perspektíva: belső adatközpontok, Tivoli et al., utilitycomputing’, dinamikus WS-ek, stoneknives and bearskins

  • Ami nem látszott: cloudcomputing

Assystemsbecome more interconnected and diverse, architectsare less abletoanticipate and design interactionsamongcomponents, leavingsuchissuesto be dealtwithatruntime. (Kephart et al. 2003)


„Autonóm számítástechnika”

Azautonomic computing (AC, autonóm informatika)az autonóm idegrendszert modellező rendszertervezési paradigma. A rendszer alapvető állapotváltozóiban bekövetkező változás a teljes rendszert viselkedését megváltoztató beavatkozást vált ki, amely biztosítja, hogy a rendszer egyensúlyi állapotba kerül a környezetével.


„Autonóm számítástechnika”

  • 2001: IBM „manifesto” az önmenedzsment jegyében

  • Fő inspiráció: az (emberi) idegrendszer

    • Tágabb értelemben a biológiai rendszerek

  • Három alapvető elv

    • Szabályozási körök (controlloop)

    • „dinamikus tervkésztés”

    • Öntudattal rendelkező (self-aware), reflektív rendszerek

  • Rendszerszintű megközelítés

    • Automatizálás + felügyelet minden rétegben

    • Federált, heterogén komponenensekkohezívan együttműködnek


Self-* tulajdonságok

Forrás: [1], p 43


Self-* tulajdonságok

  • A self-* (ön*) tulajdonságok AC rendszerek makroszkopikus tulajdonságai


Önkonfiguráció - Self-configuration

  • Automatikus adaptáció a dinamikusan változó környezethez

  • Belső adaptáció

    • Komponensek hozzáadása vagy elvétele (software)

    • Futás közbeni újrakonfiguráció

  • Külső adaptáció

    • A globális infrastruktúra szerintsaját magát állítja be a rendszer

Belső állapot

Környezet


Öngyógyítás - Self-healing

  • Külső zavarás felismerése, diagnosztizálása és szolgáltásmegszakítás nélküli kezelése

  • Autonóm problémafelismerés és megoldás

  • A hibás komponenseket

    • detektálni,

    • izolálni,

    • javítani,

    • újraintegrálni.

Hibás komponens


Önoptimalizáció - Self-optimization

  • Erőforrásokautomatikus monitorozása, hangolása, felügyelete

    • Működés nem előre jelezhető körülmények között

    • Erőforrás kihasználás maximalizálásaemberi beavatkozás nélkül

  • Dinamikus erőforrás allokáció ésterhelés-menedzsment

    • Erőforrás: tárhely, adatbázis, hálózat

    • Példa: dinamikus szerver fürtök

Resourcemanagement


Önvédelem - Self-protection

  • Támadásokra való felkészülés, detektálás, azonosítás és védelem

    • Felhasználói hozzáférés definiálása és felügyeleteminden erőforrásra

    • Jogosulatlan hozzáférés ellenivédelem

Belső erőforrás

Külső erőforrás


Megvalósítási minta: MAPE-K

Forrás: [1], p 44


Autonomic Element - AE

Autonomic Manager

Analyze

Plan

Monitor

Execute

Knowledge

Managed Element

S

E

  • Az architektúra alapeleme a

  • Felügyelt egységből

    • Adatbázis, alkalmazásszerver , stb

  • És autonóm menedzserből álló

  • Autonóm egység

  • Feladatai:

    • A funkcionalitás nyújtása

    • Saját viselkedésének felügyelete a self-* tulajdonságok alapján

    • Együttműködés más autonóm egységekkel

Az autonóm egység


Általánosított „ágens”


AE: Kölcsönhatások

  • Kapcsolatok AE-k között:

    • Dinamikus, ideiglenes, célorientált

    • Szabályok és kényszerek definiálják

    • Egyezség által jön létre

      • Ez lehet tárgyalás eredménye

    • Teljes spektrum

      • Peer-to-peer

      • Hierarchikus

    • Házirendek (policy) szabályozhatják


Önszervezés

  • Az önszervezés

    • alacsony szintű egységekben végrehajtott

    • dinamikus folyamatok összessége, amely során

    • struktúra vagy rend jelenik meg

    • globális szinten.

  • Az önszervező viselkedést eredményező szabályokat (amelyek a kölcsönhatásokat meghatározzák) az AE-k csupán lokális információ alapján alkalmazzák


AC referencia architektúra

Részben vagy teljesen automatizált folyamatok(pl. ITIL folyamatok)

Építőelemek kombinálása tipikusforgatókönyvekké

IT építőelemek, és összekapcsolásukleírása

Az AC rendszer által felügyelt erőforrások


Kölcsönhatások


Kitekintés: AC és MI [3]

  • Policy (~szabály, házirend, eljárásrend) alapú tervezés

    • Állapot alapú

  • Action

    • ECA (~üzleti szabály)

  • Goal

    • „Célállapot”; a rendszer dönt (pl. heurisztika)

  • Utilityfunction (hasznosság)

    • Minden állapotnak „érték”; nem bináris hasznosság

    • Rugalmasabb működés, nehezebb specifikáció


Eljárásrendek: specifikációs szintek


Példa: Action policy

  • „Gold” és „Silver” tranzakciók egy adatközpontban

  • Policy ütközés, „vergődés”

Mi lesz az osztott erőforrásokkal?

Megoldás: pl. a priori tudás bevitele

(pl. Gold fontosabb, mint Silver,

bizonyos szint fölött nem kérünk plusz CPU-t,

másik szerverre allokáljuk a terhelést, … )


Példa: Goal policy

  • Ugyanaz az adatközpont, cél:

  • „Vágyott”+elérhető tartományok

Adott terhelés és

erőforráskészlet mellett

T: adott tranzakcióosztály válaszideje

C: erőforrás

α: kapcsolat a CPU és a válaszidő közt

λ: érkezési ráta

(egyszerű sorbanállási modell alapján)


Példa: hasznosság alapú policy

  • Pl. SLA alapján

  • Vezérelhet cél alapú policyt, pl. erőforrás menedzser szintjén

    • Egyszerű specifikáció, komplex döntési logika


Kihívások, feltételezések

  • A hasznosság előre ismert

    • Rossz specifikáció: Silver osztály „éhezik”

    • Nincsenek kiugróan fontos/hosszú tranzakciók

  • Taszkváltás hatása elhanyagolható

  • Válaszidő egyértelműen mérhető

    • Átlag? Max?

  • Az erőforrásmenedzsment hatékony

    • Nem ront a helyzeten az átkonfigurálás


Példa: tanulságok

  • Eredmény:

    • Hihetően működő

    • automatikus

    • (valamennyire … erősen) deklaratív

    • újrakonfigurációs logika

    • ami SLA-k sértése ellen véd

    • (persze nem tökéletes)

  • Figyeljük meg: matematikai apparátus…


Autonóm rendszerek összehasonlítása

  • QoS

  • Költség

  • Rugalmasság/Granularitás

  • Autonómia foka

  • Adaptivitás

  • Reakcióidő

  • Érzékenység

  • Stabilitás


Motivation for Autonomic Computing

Research directions

  • System Uncertainty

    • Very large scales

    • Ad hoc structures/behaviours

      • p2p, hierarchical, …

    • Dynamic

      • entities join, leave, change behaviour

    • Heterogeneous

      • capability, connectivity, reliability,

    • Lack of guarantees

      • components, communication

    • Lack of common/complete knowledge

      • number, type, location, availability, connectivity, protocols, semantics

  • Information Uncertainty

    • Availability, resolution, quality of information

    • Devices capability, operation, calibration

    • Trust in data, data models

    • Semantics

  • Application Uncertainty

    • Dynamic behaviours

      • space-time adaptivity

    • Dynamic and complex couplings

      • multi-physics, multi-model, multi-resolution, ….

    • Dynamic and complex (ad hoc, opportunistic) interactions

    • Software/systems engineering issues

      • Emergent rather than by design


Minek ez 2013-ban?


AC aktualitása

  • A mérnöki és matematikai aspektusok időtállóak

  • „Keret”:

    • Nemfunkcionális rendszeraspektusok adatvezérelt (rendszer)modellezése

    • Diagnosztika

    • Felügyelet- és reakció-tervezés

    • Deklaratív automatizálás

    • „self-*” kommunikáció

    • Tervezési minták

  • Aktuális domain: cloud rendszerek


Források

  • [1] Kephart, J. O., & Chess, D. M. (2003). The vision of autonomiccomputing. Computer, 36(1), 41-50. IEEE Computer Society. doi:10.1109/MC.2003.1160055

  • [2] McCann, J., & Huebscher, M. C. (2004). Evaluationissuesinautonomiccomputing. Grid and CooperativeComputing – GCC 2004 Workshops (pp. 597–608). Springer. doi:10.1007/978-3-540-30207-0_74

  • [3] Kephart, J. O., & Walsh, W. E. (2004). An artificialintelligenceperspectiveonautonomiccomputingpolicies. Proceedings. Fifth IEEE International WorkshoponPoliciesforDistributed Systems and Networks, 2004. POLICY 2004. (pp. 3-12). IEEE. doi:10.1109/POLICY.2004.1309145


  • Login