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Sensitivity Analysis of Dependability in Redundant Computer Networks

Almir Guimarães / Kádna Camboim / Rubens Matos

E-mail: [email protected]

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LOGOAgenda

Introdução1

Conceitos Fundamentais2

Estudo de Caso3

Conclusão e Trabalhos Futuros4

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LOGOIntrodução

Motivação Aumento do uso de redes de dados e voz Menor custo dos serviços Suporte a falhas de software e/ou hardware.

Objetivo Avaliar o desempenho e dependabilidade de

serviços de dados e voz em redes de computadores em diferentes cenários.

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LOGOQualidade de Serviço

VoIP Aplicação de tempo real.

Sensível ao atraso e jitter.

Prover QoS para garantir desempenho e dependabilidade dos serviços.

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LOGOAnálise de Sensibilidade

Calcular o efeito das mudanças sobre as medidas de interesse

• Efeitos da distribuição dos dados• Impacto causado por alteração nos parâmetros

Encontrar gargalos de desempenho Processo de otimização Há muitas maneiras de conduzir análises de

sensibilidade. • Variar um parâmetro de cada vez, mantendo os

outros fixos.

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LOGOModelos de dependabilidade

Modelagem do sistema Cadeias de Markov Parâmetros do modelo usado foram obtidos a partir de

um sistema por medidas de desempenho. Tempo Médio para Falha – MTTF

• Fornecido pelo fabricante

Tempo Médio para Reparo – MTTR• Relacionado à politíca de manutenção

Estados dos componentes do sistema: • UP = U• Down = D• Warm Standby = W

SHARPE

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LOGOCenários

Cenários 1 e 2

Cenário 3

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LOGO Cenários

2ºR0, R1L0, L1

1ºR0, R1

L0

3ºR0, R1, R2

L0, L1

Sem Redundância

Link com Redundância

Roteador com Redundância

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LOGOVariáveis

Lambda - 1/ MTTF

Mu - 1/MTTR

Alpha – 1/MTTA

R0, R1, R2 = 131000h

R0, R1, R2, L0, L1 = 12h

L0, L1 = 11988h

ACTIVATE SPARE ROUTER= 0.0027h

ACTIVATE SPARE LINK = 0.0027h

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LOGO1º - Modelo Sem Redundância

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LOGOVariar

Lambda – 1/ MTTF

Mu - 1/MTTR

R0 = 131000h

R0, L0 = 12h

L0 = 11988h

100000h a150000h 11000h a35000h

4h a 48h

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LOGO1º - Modelo Sem Redundância

MTTF - L0:

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LOGO1º - Modelo Sem Redundância

MTTF - R0:

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LOGO1º - Modelo Sem Redundância

MTTR L0 - MTTR - R0:

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LOGOAnálise Diferencial de Sensibilidade

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LOGO2º - Link com Redundância

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LOGOVariar

Lambda – 1/ MTTF

Mu - 1/MTTR

R0 = 131000h

R0, L0 = 12h

L0 = 11988h

100000h a150000h 11000h a35000h

4h a 48h

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LOGO2º - Link com Redundância

MTTR L0 – MTTR R0:

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LOGOAnálise Diferencial de Sensibilidade

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LOGO3º - Roteador com Redundância

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LOGOVariar

Lambda - MTTF

Mu - MTTR

Alpha -

R0, R1, R2 = 131000h

R0, R1, R2, L0, L1 = 12h

ACTIVATE SPARE ROUTER FAILURE = 0.0027h

L0, L1 = 11988h

100000h a150000h 11000h a35000h

4h a 48h

ACTIVATE SPARE LINK FAILURE = 0.0027h

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LOGOResultados - MTTF – Roteadores

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LOGOResultados - MTTF – Links

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LOGOResultados - MTTR

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LOGOAnálise Diferencial de Sensibilidade

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LOGOPontos Fortes do Modelo propostoPontos Fortes do Modelo proposto

Pode obter a disponibilidade do sistema sob diferentes mecanismos de redundância e componentes de rede.

Análise de Sensibilidade foi inserida para dar suporte à otimização do sistema em termos de disponibilidade.

Trabalhos Futuros:Trabalhos Futuros: Incluir diferentes estratégias de recuperação..

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LOGOREFERÊNCIAS

A. A. Desrochers and R. Y. Al-Jaar,Applications of Petri Nets in Manufacturing Systems: Modeling, Control and Performance Analysis, IEEE Control Systems Society Press, New York, NY, 1995.

A. Avizienis and J. C. Laprie and B. Randell and C. Landwehr, Basic concepts and taxonomy of dependable and secure computing, IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, vol. 1, number 1, pages 11 - 33, 2004.

C. C. H. Kelvin, H. Pant, S. H. Richman and P. Wu, Enterprise VoIP Reliability, Telecommunications Network Strategy and Planning Symposium, NETWORKS 2006. 12th International, pages 1 - 6, 2007.

C. Hoene, B. Rathke and A. Wolisz, On the Importance of a VoIP Packet, In Proc. Of ISCA Tutorial and Research Workshop on the Auditory Quality of Systems, 2003.

C. Ramchandani,Analysis of Asynchronous Concurrent Systems by Timed Petri Nets, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA, 1974.

E. Haghani, S. De and N. Ansari, On Modeling VoIP Traffic in Broadband Networks, Global Telecommunications Conference GLOBECOM, pages 1922 - 1926, IEEE, 2007.

G. Bolch and S. Greiner and H. de Meer and K. S. Trivedi, Queuing Networks and Markov Chains : Modelling and Performance Evaluation with Computer Science Applications, ISBN 0-471-19366-6, 2nd edition, John Wiley & Sons, Wiley-Interscience, New York, NY, USA, 1998 ..

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