Um modelo analítico para estimar o consumo de energia de sistemas multi-camadas no nível de transação

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Ferreira, Alex Rabelo lattes
Orientador(a): Corrêa, Sand Luz lattes
Banca de defesa: Corrêa, Sand Luz lattes, Reis, Valéria Quadros dos lattes, Martins, Wellington Santos, Petrucci, Vinicius Tavares
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
Departamento: Instituto de Informática - INF (RG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/7352
Resumo: In large-scale data centers, power management techniques such as Dynamic Voltage/Frequency Scaling (DVFS), virtual machine consolidation, and power-capping mechanisms promise impressive energy savings compared to traditional resource management strategies. Most of these techniques rely on coarse-grained monitoring of the workload behavior to apply their optimizations. However, coarse-grained monitoring and black box observations are not satisfactory for predicting the behavior of bursty workloads such as those observed in enterprise, Web servers. In this work, we propose an analytical model to estimate the energy consumption of multi-tier Web Systems. Differently from previous works, our model captures the consumption pattern at the level of fine-grained transactions and for each tier of the system. In addition, our model is based only on CPU utilization and server architectural parameters, which can be easily obtained in today’s production environments. We demonstrate the effectiveness of our model in a real-world experimentation environment, based on the TPC-W benchmark. Results show that our model is able to estimate the energy consumption for a Web system with an average relative error of 6.5% in the worst-case scenario, whereas more complex models of the literature present errors within the same order of magnitude.
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Most of these techniques rely on coarse-grained monitoring of the workload behavior to apply their optimizations. However, coarse-grained monitoring and black box observations are not satisfactory for predicting the behavior of bursty workloads such as those observed in enterprise, Web servers. In this work, we propose an analytical model to estimate the energy consumption of multi-tier Web Systems. Differently from previous works, our model captures the consumption pattern at the level of fine-grained transactions and for each tier of the system. In addition, our model is based only on CPU utilization and server architectural parameters, which can be easily obtained in today’s production environments. We demonstrate the effectiveness of our model in a real-world experimentation environment, based on the TPC-W benchmark. Results show that our model is able to estimate the energy consumption for a Web system with an average relative error of 6.5% in the worst-case scenario, whereas more complex models of the literature present errors within the same order of magnitude.Em grandes centros de dados, técnicas de gerenciamento de energia como Dynamic Voltage/Frequency Scaling (DVFS), consolidação de máquinas virtuais e mecanismos de limitação de energia prometem grande economia de energia quando comparados a métodos tradicionais de gerenciamento de recursos. A maioria dessas técnicas utilizam mecanismos caixas-pretas para monitorar o comportamento da carga de trabalho. Contudo, esse tipo de monitoramento não é satisfatório para prever os fenômenos de rajadas, comumente encontrados em serviços e aplicações Web. Neste trabalho, propomos um modelo analí- tico para estimar o consumo de energia de Sistemas Web multi-camadas. Diferentemente de outros trabalhos, nosso modelo captura o padrão de consumo desses sistemas na granularidade de transações e para cada camada do sistema. Além disso, nosso modelo se baseia apenas na utilização de CPU e em parâmetros arquiteturais do servidor, os quais podem ser facilmente obtidos nos ambientes de produção atuais. Demonstramos a efetividade do nosso modelo em um ambiente de experimentação real, baseado no benchmark TPC-W. Os resultados obtidos mostram que nosso modelo é capaz de estimar o consumo de energia para um sistema Web com um erro relativo médio de 6,5% para o pior cenário, enquanto modelos mais complexos da literatura apresentam erros com a mesma ordem de grandeza.Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-05-19T17:06:06Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Rabelo Ferreira - 2017.pdf: 1520702 bytes, checksum: 4d6d16d4b1045c459e8d23fc2f6a4c69 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-22T10:41:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alex Rabelo Ferreira - 2017.pdf: 1520702 bytes, checksum: 4d6d16d4b1045c459e8d23fc2f6a4c69 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2017-05-22T10:41:24Z (GMT). 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