Prestazioni dei sistemi di rete - Novella Bartolini

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Appello Straordinario - Martedì 15 Febbraio 2014 - ore 11.00:15.00 - aula 5 MATEMATICA



Programma delle lezioni svolte -

  • Il problema delle prestazioni di un sistema di rete. Sistemi web, architetture, servizi, definizione di metriche prestazionali orientate al tipo di servizio erogato.
  • Stima del tempo di download di contenuti web.
  • Code di servizio. Legge dell'utilizzazione (caso con un servente e molti serventi). Legge del flusso forzato. Legge della domanda di servizio. Legge di Little. Legge del tempo di risposta.
  • Analisi dei bottleneck in una rete
  • Metriche di prestazione dei sistemi web
  • Analisi dei ritardi in un servizio web
  • Efficienza dei sistemi cache e proxy, metriche di valutazione, stima del risparmio di banda dovuto all'uso di proxy server.
  • Site mirroring, architetture di content delivery.
  • Architetture web multi-tier
  • Il problema del monitoraggio del carico
  • Bilanciamento del carico su un web cluster - politiche deterministiche e probabilistiche. Come il sistema di monitoraggio influenza le prestazioni delle politiche.
  • Il problema del flash crowd, effetto slashdot, controllo dell'overload tramite admission control.
  • Caratterizzazione del carico. Modelli naturali (tracce, benchmark). Modelli artificiali (traffico sintetico, modelli analitici). Grafo del comportamento degli utenti (CGMG -Customer Behavior Model Graph).
  • Scelta dei parametri di caratterizzazione del carico, misurazione, criteri di classificazione, clustering dei dati;
  • Algoritmi di clustering dei dati: algoritmo delle k-medie; algoritmo minimal spanning tree;
  • Modelli di sistema: reti di code, soluzione delle equazioni di equilibrio, calcolo dell'utilizzazione, delle probabilità di stato, della popolazione media, del throughput medio, del tempo medio di risposta.
      • singolo server - coda infinita
      • singolo server - coda finita
      • sistemi generali (tassi di arrivo e servizio dipendenti dallo stato)
  • Analisi di reti di code - Mean Value Analysis
  • Catene di Markov tempo discreto
      • Equazioni di Chapman-Kolmogoroff
  • Catene di Markov a tempo continuo con tempi di residenza uniformi (discretizzazione)
  • Catene di Marvov a tempo continuo a tempi di residenza non uniformi (uniformizzazione e discretizzazione);
  • Processi di decisione di Markov (loro applicazione allo studio delle prestazioni di alcuni sistemi di rete wireless) caso tempo discreto e continuo, ottimizzazione del costo medio
      • formulazione in termini di programmazione lineare
      • algoritmo value iteration

  • Esempi di applicazioni: sistemi web a distribuzione geografica, data center, reti cellulari, reti di sensori. Alcuni problemi prestazionali discussi in classe.

Testo di riferimento

  • Daniel Menascè, Virgilio Almeida, "Capacity planning for web services. Metrics, Models, and Methods.", Prentice Hall.

Topic revision: r1 - 2015-09-25 - GaiaMaselli






 
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