Modelos de Rendimiento de Web.

Modelos de Rendimiento de Web.

Referencias: Capacity Planning for Web Performance, Daniel A. Menascé, Virgilio A. F. Almeida, Larry W. Dowd, Editorial Prentice Hall, Capítulos 10.

Modelos del lado del Cliente.

El rendimiento del lado del cliente debe considerar:

1. ¿Cuál es el ancho de banda de la liga al Proveedor de Internet para soportar el trafico de web con rendimiento aceptable?.

2. ¿Cuál debe ser el ancho de banda de la LAN para soportar el trafico de web con rendimiento aceptable?.

3. ¿se debe usar un cache de servidor de proxy?.

La figura 1 y 2 muestran los modelos que serán analizados.

Figura 1

Figura 2

Servicio de demanda = Dcl = 1/Razon de Browser.

Tiempo de Red (m,b) =

Donde m es el tamaño del mensaje.

B es el ancho de banda en Megabits por segundo.

Encabezado = Ndatagramas(m) x (Encabezado TCP + Encabezado IP

+ Encabezado Marco)

Ndatagramas(m) =

MSS es el máximo tamaño del segmento TCP.

DLAN= Tiempo red (Tamaño Promedio petición http + ancho banda LAN) +

Tiempo red (1024 x Tamaño Documento/ancho banda LAN)

Drouter = [Ndatagramas (1024 x Tamaño Documento)+6] x Latencia router x 10-6

El concepto “6” es por el numero requerido para la sincronización necesaria para establecer una conexión TCP.

Dout = Tiempo red (Tamaño Promedio petición http + ancho banda liga) +

3 x Tiempo red (0.0001 /ancho banda Liga)

Dint= +

DinL = Tiempo red (red (Tamaño Documento/ ancho banda Liga) +

2 x Tiempo red (0.0001 /ancho banda Liga)

Un Modelo de rendimiento permite conocer los limites soportados por un sistema en la realización del trabajo asignado, es decir, permite conocer entre que niveles de carga de trabajo el sistema funcionara adecuadamente. Además permite identificar aquellos elementos que afectan al sistema retardando su tiempo de respuesta, lo que permite una mejor planeación de recursos.

La Predicción del Rendimiento es el proceso de estimar las medidas de rendimiento de un sistema de computadoras por conjunto de parámetros. Los parámetros típicos incluyen: Tiempo de respuesta, throughput, utilización de recursos y longitud de colas de recursos.

El Tiempo de respuesta promedio (R) es el tiempo de una transacción en un recurso definida como la suma del tiempo de espera y el tiempo de servicio.

El Throuhgput (X) define el numero de transacciones, operaciones u peticiones realizadas por unidad de tiempo en un recurso.

La Utilización (U) define el porcentaje utilizado de un recurso dado.

Los parámetros pueden ser clasificados en parámetros del sistema como son aquellos que afectan el rendimiento del sistema, por ejemplo: protocolos, numero de conexiones, numero máximo de threads en una Base de Datos, etc; Parámetros de Recursos, que identifican características especificas de un recurso como puede ser un disco, un procesador, un router, etc; Parámetros de Carga, los cuales son derivados de la caracterización de las cargas de trabajo del sistema.

La predicción de Rendimiento requiere del uso de modelos. Existen dos tipos de modelos que pueden ser usados: Simulados y Analíticos. Ambos modelos deben considerar el uso de redes de cola de espera, en cada uno de los elementos involucrados en el sistema: CPU, Discos, routers, threads, registros de BD, puertos de protocolos, etc.

Un Modelo Analítico se basa en el uso de un conjunto de formulas o algoritmos computacionales para generar las métricas desde los parámetros del modelo. Un Modelo de Simulación son programas de computadoras que imitan el ambiente de un sistema a través del flujo de las peticiones entre los varios componentes de éste.

En general se pueden considera dos tipos de Modelos de Rendimientos: Un Modelo de Rendimiento a Nivel de Sistema, el cual nos va a permitir identificar la capacidad o rendimiento del sistema para la ejecución de un numero de tareas, es decir el Throughput. La función del Throughput X (k) genera el throughput promedio de una caja como una función del numero k de peticiones presentes en el sistema.

El Modelo a nivel de Componentes toma en cuenta los diferentes recursos del sistema y su interacción, modelándolos a través de una red de colas de espera.

Modelos de Rendimiento a Nivel de Sistema.

Modelo de Servidor Simple con cola infinita de espera e infinitos usuarios.

La fracción de tiempo que un servidor puede tener k peticiones esta dado por el tiempo utilizado usado por el tiempo inactivo del servidor y el tiempo usado por el servidor para esos k procesos como:

= (1- )( ) .

Razón promedio de arribo o el numero de peticiones que arriba al servidor.

Razón promedio de servicio o el numero de peticiones procesadas.

k es el numero de peticiones procesadas.

Ejemplo 1: Suponiendo un Servidor web que recibe 30 peticiones por segundo y el tiempo para procesar una petición es de 0.02 segundos. ¿Cuál es la fracción de tiempo para encontrar k peticiones?.

=30 peticiones por segundo.

=1/0.02=50 peticiones procesadas.

=(1-(30/50))*(30/50) = 0.4*0.6 k=1, 2, 3, ....

U= define la utilización del servidor = 0.6.

(1- ) define el tiempo inactivo del servidor = 0.4.

define la fracción de tiempo en el servidor en el cual es posible encontrar k peticiones, es decir el servidor se encuentra procesando k peticiones.

El

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