Ambiente de simulação

1. Ambiente de simulação • Os algoritmos previamente discutidos foram analisados usando um simulador de mobilidade. • Ele modela uma cidade de 20 Km de raio, dividindo-a em áreas baseadas na densidade populacional e limites naturais.

2. Servidores fixos Ambiente de simulação

3. O ambiente modelado inclui também os diferentes lugares da cidade onde as pessoas gastam o seu tempo. O gráfico ao lado mostra a frequência dos pontos com maior movimentação nas diversas áreas da cidade. Ambiente de simulação

4. Ambiente de simulação • Os usuários são divididos em quatro grupos de acordo com sua mobilidade e características de demanda. • a)5% de usuários que se movem frequentemente por longas áreas da cidade. • b)60% de trabalhadores que permanecem em somente um lugar uma grande parcela do dia, e depois retornam para sua residência. • c)30% de usuários que se movem por toda a cidade, gastando tempo considerável em cada local. • d)5% de usuários tem alta mobilidade, mas restritos ao centro da cidade. • Uma tabela de movimento é associado a cada usuário para determinar seu comportamento de mobilidade típico.

5. Ambiente de simulação • No simulador os tempos entre chamadas por usuário seguem uma distribuição de Poisson com médias de 14,7,18 e 18 para os grupos a,b,c e d respectivamente. • Uma vez conectado, o usuário solicita um número de requisições numa taxa de uma requisição por segundo. • Dentro de cada grupo, a popularidade de conteúdo segue uma distribuição zip-like onde a probabilidade de requisitar o objeto de um conteúdo c é igual a K/(c^alfa), onde K é parâmetro de normalização e alfa é igual a 0,84.

6. Avaliação de Performance

7. Avaliação de Performance • Todos os conteúdos tem tamanho homogêneo e o mesmo servidor de origem. • A distância entre os servidores é usada como fator multiplicador no cálculo de tráfego entre eles. • Para os experimentos a configuração foi: • Número de conteúdos igual a 24. • Número de usuários móveis igual 500.000, gerando uma média de 35.700 requisições por segundo na rede. • O período de reconfiguração foi ajustado para 10 minutos e a simulação rodou por 80 períodos. • Os parâmetros alfa e delta do método de previsão de demanda foram configurados para 0,2 e 7 respectivamente e o parâmetro HW foi configurado para 1000 requisições por período.

8. Impacto da replicação, serviço indireto e tamanho do conteúdo de manutenção • Foram analisados os impactos referentes aos parâmetros sr^c(replicação), si^c(serviço indireto) e (sm^c)manutenção. • Esses parâmetros foram inicialmente configurados para sr^c = si^c = sm^c = 1 Kbyte, para todo conteúdo pertencente ao conjunto C.

9. 1º Avaliação: Altera sr^c e mantêm os outros parâmetros constantes. Impacto da replicação, serviço indireto...

10. Impacto da replicação, serviço indireto... Resultado: • O algoritmo online teve o tráfego só 2x maior em relação ao algoritmo ótimo. • O algoritmo online teve o tráfego 85% menor que o algoritmo ACDN. • O algoritmo online teve uma economia de tráfego de 97% em relação ao melhor algoritmo estático. Conclusão: • Esses resultados parecem indicar, que se basear nas demandas futuras nos dá um ganho maior que se basear nas observações do passado.

11. 2º Avaliação: Altera sm^c, atribui ao sr^c o valor de 10.000 vezes o valor inicial e mantêm si^c constante. Impacto da replicação, serviço indireto...

12. Impacto da replicação, serviço indireto... Resultado: • O algoritmo online teve o tráfego 11% maior em relação ao algoritmo ótimo. • O algoritmo online teve o tráfego 84% menor que o algoritmo ACDN. Conclusão: • Com o aumento do tamanho de manutenção torna-se menos vantajoso manter uma réplica onde há baixas demandas de cliente.

13. 3º Avaliação: Altera si^c, atribui ao sr^c e ao sm^ c valor de 10.000 vezes o valor inicial. Impacto da replicação, serviço indireto...

14. Impacto da replicação, serviço indireto... Resultado: • O algoritmo online teve o tráfego 2,7 vezes maior em relação ao algoritmo ótimo. • O algoritmo online teve o tráfego de 34% até 65% menor que o algoritmo ACDN quando o tamanho do serviço indireto aumentou de 10 até 10.000 os valores iniciais. Conclusão: • Quando os tamanho associado ao serviço indireto aumenta torna-se mais vantajoso replicar conteúdo do que encaminha requisições para outros servidores.

15. Assumindo que todos os parâmetros de tamanho sejam iguais 10 Kbytes . Impacto do número de usuários móveis.

16. Impacto do número de usuários móveis. Resultado: • O algoritmo online teve o tráfego 52% maior em relação ao algoritmo ótimo. Em comparação o ACDN resultou num tráfego 126% maior que a solução ótima. Conclusão: • Como esperado, os algoritmos dinâmicos escalam muito melhor do que as abordagens estáticas.

17. Overhead das operações de gerenciamento. • As operações de replicação e manutenção de conteúdo geram um overhead no tráfego total gerado em uma rede de distribuição de conteúdo. • Se o overhead, em contra-partida, reduz o tráfego em relação as respostas indiretas, esse gerenciamento torna-se vantajoso.

18. Assumindo uma configuração de 300.000 unidades móveis e as mesmas configurações de tamanho do último exemplo. Overhead das operações de gerenciamento.

19. Overhead das operações de gerenciamento. Resultado: • O algoritmo online teve a mesmo overhead de gerenciamento, mas o tráfego total é 37% maior que a solução ótima. • O ACDN gera um overhead e um tráfego maior que o algoritmo online. Conclusão: • As abordagens dinâmicas geram um overhead significativo no tráfego total.

20. Sobrecarga de servidor • O limite superior é flexível. Isso ocorre porque são aplicadas estimativas futuras de carga. • Se a estimativa não é correta, ainda pode ocorrer sobrecarga nos servidores.

21. Sobrecarga de servidor • Os parâmetros são os mesmos usados no tópico anterior.

22. Sobrecarga de servidor Resultado: • O número de servidores sobrecarregados no algoritmo online é significativamente menor do que no ACDN. Conclusão: • O método de previsão de demanda de alta precisão faz o algoritmo online mais competitivo do que o ACDN.

23. Impacto da previsão de demanda • Foi avaliado a sensitividade do algoritmo aos parâmetros alfa e delta. • A avaliação ocorreu em dois cenários diferentes. Um com o método DES para previsão demanda e outro usando o perfeito conhecimento da demanda futura. • O melhor valor de alfa de depende da variação observada na demanda. Se as requisições de clientes são razoavelmente estáveis uma valor perto de 0 é um bom valor. Com demandas que diminuem e aumentam gradualmente, uma valor perto de 1 é mais adequado.

24. Impacto da previsão de demanda Avaliando alfa e beta no método DES. Configuração utilizada: • Número de usuários : 300.000 • sm^c: 500KB • sr^c: 10MB • si^c: 20KB Obs:No ambiente simulado a demanda de cliente varia suavemente.

25. Aqui analisamos o impacto do parâmetro alfa. Impacto da previsão de demanda • Conclusão: • Como a demanda varia suavemente, um valor para alfa perto de 0 é mais adequado.

26. Impacto da previsão de demanda • Aqui analisamos o impacto do parâmetro delta. • Conclusão: • O melhor resultado obtido no ambiente foi com delta igual a 2. Quando 2 < delta < 20 o algoritmo online produz resultados dentro de 5% da solução ótima.

27. Impacto da previsão de demanda DES X Previsão perfeita • Número de usuários : 12.000 • sm^c: 2M • sr^c: 10MB • si^c: 20KB

28. Impacto da previsão de demanda • Conclusão: • O método de previsão perfeita reduz o tráfego sé em 10% em relação ao método DES. Logo o método utilizado tem boa acurácia.