MINHA: avalição realista de aplicações distribuídas num ambiente centralizado

Abstract

Nos últimos anos os sistemas distribuídos têm sofrido um crescimento exponencial. Estes sistemas, normalmente implementados na plataforma Java, são compostos por um vasto conjunto de componentes de middleware, os quais desempenham várias tarefas de comunicação e de coordenação. Esta tendência influencia a modelação e a arquitetura de novas aplicações cada vez mais complexas obrigando a um enorme esforço e a um custo elevado na avaliação do seu desempenho. A concorrência e a sua distribuição, bem como o facto de muitos problemas só se manifestarem pela grande escala em si, não permite que a sua avaliação seja feita com recurso a simples ferramentas que não tenham em conta estas características. Avaliação realista e controlada de aplicações distribuídas é ainda hoje muito difícil de alcançar, especialmente em cenários de larga escala. Modelos de simulação pura podem ser uma solução para este problema, mas criar modelos abstratos a partir de implementações reais nem sempre é possível ou mesmo desejável, sobretudo na fase de desenvolvimento na qual ainda podem não existir todos os componentes ou a sua funcionalidade estar incompleta. Para colmatar esta falha, nesta dissertação é apresentada o Minha, uma plataforma que permite uma avaliação realista das aplicações através da combinação de modelos abstratos de simulação e implementações reais num ambiente centralizado. Esta plataforma combina a execução de código real sob análise, com modelos de simulação do ambiente envolvente, isto é, da rede e da aplicação. Este sistema permite reproduzir as condições de um sistema em grande escala e através da manipulação de bytecode Java, suporta componentes de middleware inalterados. A utilidade deste sistema é demonstrada aplicando-o ao WS4D, uma pilha que cumpre a especificação Device Profile for Web Services.

In recent years, distributed systems have been su ering an exponential growth. These systems, typically implemented in Java platform, are composed by a wide range of components of middleware, which perform several communication and coordination tasks. This trend influences the modelling and the architecture of the newest applications, which are increasing complexity and requiring an large e ort with high costs on the evaluation of their performance. Concurrency and distribution, as well as the fact that many problems manifest only in large scale, would not allow doing an evaluation using simple tools which do not take in account these features. The realistic evaluation of distributed applications is still a dicult task, particularly for large scale scenarios. The use of simulation models can be a solution for this problem, but their creation based on real implementations can sometimes be impossible or undesirable, as the system can be incomplete and non functional. This problem can be solved with the Minha platform, that allows a realistic evaluation of applications trough the combination of abstract models and the simulation of real implementations in a centralized environment. The main goal of this dissertation is the creation of a network model to be used by the Minha platform. This model introduces new variables in the evaluation such as the needed time for message exchange, resulting in more accurate results. Furthermore, it is presented a calibration method that improves the faithfulness of the model to the real environment. This allows the reproduction of a large scale system and through java bytecode manipulation it allows the usage of pre-existent middleware components. The usefulness of this system is demonstrated by applying it to WS4D, a stack that complies with the Device Profile for Web Services specification.