Surveillance Contextuelle de la QoS par une approche...

1Jeudi 6 Avril 2006Journée « Adaptation » GSP-ASR IRIT/SIERA

Gestion des grilles :

Surveillance Contextuelle de la QoSpar une approche conduite par des modèles

S. Ravelomanana, M. Sibilla

Université P. Sabatier, Laboratoire IRITToulouse, France

[email protected], [email protected]

Jeudi 6 Avril 2006Journée « Adaptation » GSP-ASR 2IRIT/SIERA

Plan

• Contexte

• Problématiques

• Constats et Besoins

• La surveillance contextuelle– Définition

– Exemple

– Architecture de surveillance

– Scénario de panne

• Conclusion


La gestion des systèmes distribués

Répartition de charge, tolérance aux pannes

Performances, disponibilité,

Surveillance Consistante, distribuée, en temps réel


Problématique

Client

RESSOURCE

SERVICE

Systèmes

Réseaux

Infrastructure Middleware

Surveillance et contrôle

Influences

1. Faible interaction entre les différents niveaux de surveillance et de contrôle

2. Besoin de contextualisation de la « vue » des entités à utiliser

3. Hétérogénéité des environnements

Facteurs de grande échelle:+ Dépendances+ Compositions+ Coût des contrôles


Constats

Approches et outils du domaine des grilles:

Grid Monitoring Architecture/GGF Monitoring and Discovery System/Globus toolkit Ganglia

Constats: l’état d’un système est traité indépendamment de

l’état des autres

les influences des événements qui surviennent nesont pas traitées automatiquement


Besoins

Automatiser:

La découverte du contexte d’exécution

La propagation d’influences sur le contexted’exécution d’éléments gérés

L’exécution d’actions en réaction ouprévention


La surveillance contextuelle

DEFINITIONDEFINITION

Surveiller une entité en tenant comptede l’évolution de son environnement d’exécution

... Approche conduite par les modèles

BESOINSBESOINS

Un Modèle Informationnel, qui représente l’entité gérée, sonenvironnement d’exécution et les relations entre eux.

Un Modèle d’événement pour modéliser, lever et s’abonner à unévénement

Un Modèle de Comportement pour lier les deux modèles afind’automatiser les aspects dynamiques de la surveillance


Modélisation

CIM/DMTF

Common Information Model

Modèle Informationnel

Modèle d’événement

Extract from CIM Meta-Model

NamedElement

Class

Association Indication

CIM_ManagedElement

CIM_ManagedSystemElement

OperationalStatusStatus

ElementName

CIM_DependencyCIM_Component

CIM_Component

Antecedent : REFDependent : REF

CIM_Dependency

Antecedent : REFDependent : REF

CORE

Extract from CIM Core schema

ApplicationNetwork

System

COMMON

DMTF

CIM_Indication

Absence de modélisation de la dynamique


Intégration et extension des

Diagrammes État Transition

UML 2.0

[IRIT-CNES]

Modèle de Comportement

Modélisation

CIM_ManagedElement



ElementName


CIM CORE Model

Ready

Down

Busy

anElement state diagram

class Sercive {actions ("start", ”stop"); state Ready {

on enter { BEGIN_JAVA

// your specific behavior //END_JAVA}

} // end of state Ready

state Down {on enter { BEGIN_JAVA // your specific behavior //END_JAVA

}

} // end of state Down

} // end of >Provider state description






}








}



Synta

xe ab

strait

e

Synta

xe ab

strait

e


Propagation de l’impact d’un lien tombé

Status:

IRIT_Link

Status:

NetworkPort

Up OKLostCommunicationDown

Status:

IRIT_GRID

OKLostCommunication

Système

Réseau


Surcharge de processeurs

1. Si la chargemoyenne desprocesseurs d’unnœud atteint les 80%le processeur et lenœud passent àl’état « dégradé »

Comput

erSyst

em.Sta

tus

Comput

erSyst

em.Sta

tus=D=Déé

grad

gradéé


Description textuelle

class CIM_Processor { set ( {"LoadPercentage", "LoadPercentage"} ); state Degraded{

transition ( "Normal" ) { on change_event ( BEGIN_JAVA (Integer.parseInt(LoadPercentage)80) //END_JAVA ), {BEGIN_JAVA //chercher le CS associé au Processor CIMInstanceObservable [] associationsCSP =_omf.getAssociationOfClass(_context,"CIM_ComputerSystemProcessor"); String objectPathCS="";

if(associationsCSP.length==1){ objectPathCS =associationsCSP[0].getCIMInstance().getProperty("GroupComponent").getValue().getValue().toString();

_omf.setProperty(objectPathCS ,"Status",new CIMValue( "Degraded" ,new CIMDataType( CIMDataType.STRING) )); javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null,"Le CS associé passe à Dégradé");

}else{javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog(null,"la charge moyenne est "+moyenneDesCharges);

//END_JAVA }; } } // end of state Degrade } // end of class CIM_Processor definition

Condition

Action

Événement


Modèle d’événement

Résultat intermédiaire

Des modèles indépendants par rapport auxplates-formes de développement

CIM_Indication

Ready

Down

Busy


CIM_ManagedElement



ElementName


Modèle statique Modèle de comportement

Peuvent être intégrés dans différentsenvironnements technologiques

et pour différents domaines applicatifs

ReadyDown

Constitue le SI de base pour la mise en œuvre d’un environnement adaptatif


Architecture

composant de gestion decomportement

Spécificationdes

actions

API

Composant devérification

des conditions

Composant degestion desévénements

: Spécification desactions

2: Invoque l’ interpréteur pour évaluer la condition

4: Accès à l’information

6: Résultat de l’évaluation 5: Résultat

: Composant de vérification des

conditions : Référentiel

1: Notification d’un événement

: Composant de gestion

des événements

ReadyDown


Architecture de surveillanceApplication au domaine des grilles

Toulouse

Paris Sophia

Grenoble

Système (Grilles)

Réseau

1. Découverte du contexte2. Abonnement

ReadyDown


Scénario de panne réseau

Toulouse

Paris Sophia

GrenobleSystème (Grilles)

Réseau

LOST COMMUNICATIONOK

T P G S

IRIT_GRID

N


Conclusions

Ρ Garantie en temps réel les informations caractérisant l’étatd’une ressource (disponibilité, performance, …)

Ρ Un même modèle a une interprétation différente selon lecontexte

Ρ Réduction des messages de contrôles par abonnement auxévénements

Ρ automatisation de la configuration nécessaire à la prise encompte de l’évolution du contexte.

Ρ Indépendance des plates-formes technologiques (CORBA,JMX,…)

Ρ Couplage avec d’autres services fonctionnels de l’infrastructuremiddleware( ex: le service de sélection, le service de tolérance auxpannes)


Perspectives

Contrat de QoS: Prise en compte desdégradations de la qualité de service.

Intégration dans des middlewares de placement

Surveillance du middleware lui-même.

Modélisation de la dynamique: Synchronisation et temps réel multi perspective


Questions

Merci de votre attention


La vue « nœud »MODELISATION INFORMATIONNELLE DES GRILLES


La vue “Grille”MODELISATION INFORMATIONNELLE DES GRILLES


La vue « Réseau »MODELISATION INFORMATIONNELLE DES GRILLES


Exemple d’interconnexion de grillesMODELISATION INFORMATIONNELLE DES GRILLES


La modélisation du comportement

Identification des règles de comportement

1. Si la charge moyenne des processeurs d’un nœud atteintles 80% les processeurs et le nœud passent à l’état« dégradé »

2. Si k% des grilles locales sont « dégradées » la grillenationale passe à l’état « dégradé »

3. Si le service d’accès (le service d’authentification parexemple) de la grille locale est tombé elle serainaccessible pour ses utilisateurs

4. …

MODELISATION INFORMATIONNELLE DES GRILLES


Intégration et Implémentation

Plate-forme CAMELEONutilisation de Parser/ScanerMofJAVA/CORBA

Chaque « Object Manager » possède lesfonctions de gestion des états, gestion desDiagrammes états transitions et desévénements

automatisation du traitement

Composants d’intégration (Object Provider)

State.jar

ReadyDown

OMOM


InterfaceJAVA/CORBA

_Get_Set_Invoke…

Architecture

State.jar

Ready

Down

Config État Relations Événement

MgtFct° ___ ___

OMOM


State.jar

ReadyDown

OMOM

Architecture

UML Editor

Fichiers mof

Classes & Instances Textual notation

(MOF/DMTF)

CameleonMOF Parser

CameleonUML State code

generator

Ready

Down

Busy

objectX state diagram

Fichiers STATE

(grammaire CNES)

Java classes

OBJECT MANAGER


State.jar

ReadyDown

OMOMState.jar

ReadyDown

OMOM

Object Provider

OPCorba OPUNIX OPSNMP OPNode OPNWS

CORBA

A

RéseauRéseau

A A

Inst

rum

enta

tio

nIn

stru

men

tati

on

Int

Int éé

gra

tio

ng

rati

on

Existant Développé À Développer

State.jar

ReadyDown

OMOM


Démonstration

Résultat: Une vue des informations de la grille


Démonstration

Résultat: Dégradation de l’état d’un nœud


Démonstration

Résultat: Dégradation de l’état de la grille locale


Bilan des expérimentations et résultats

Création automatique des vues « Nœud » et « Grille » par découverte Contrôle automatique des influences :

Nœud Composants (Charge,Mémoire,espace disque,…) Nœuds Grille Locale (Disponibilité, accessibilité) Grille Réseau (Perte de lien, défaillance de composant réseau)

Délégation de la surveillance réseau à une plate-forme de gestion telleque OpenView et intégration des alarmes réseaux (trap SNMP,événements propriétaires) auprès des OMs de la grille

Prise en compte d’événements hétérogènes dans les diagrammesÉtat/Transition

Le résultat d’interprétation des diagrammes E/T est liée au contextedécouvert

Gestion d’états composite: Test validé à moyenne échelle (DMTF draft) Limite de la généricité des diagrammes État/Transition

Spécialisation/Personnalisation des diagrammes E/T Intégration dans le processus de développement

MONITORING

MODELISATION DE LA DYNAMIQUE


PUBLICATIONS

A Contextual GRID Monitoring by a Model Driven Approach. S.Ravelomanana, S. C. S. Bianchi, C. Joumaa, M. Sibilla. AICT2006,SAPIR 2: Monitoring Interactions. 19-22 Febuary, 2006.

Gestion des grilles : Surveillance Contextuelle de la QoS par uneapproche conduite par des modèles. M. Ravelomanana. GDR ASR.2ième journée de l'action ADAPT« Adaptation dynamique auxenvironnements d’exécution ». 6 avril 2006. ENST, Paris.

DMTF Behavior and State Specification (GRID statechart diagramexamples). Draft document. en cours de rédaction.

Unified model based three dimensional tool for managing computernetworks. M. Dodo, P. Torguet, M. Sibilla, J.-P. Jessel. WEBIST2006 – 2nd International Conference on Web Information Systemsand Technologies, Setúbal, Portugal, 11 avril 13 avril 2006.


Conclusion

Création dynamique des contextes d’exécution chaque ressource, et réutilisation desspécifications formelles associées

Réactivité à travers les actions que l’ont peut exécuter lorsqu’une ressource passedans un état donné

Proactivité : déduction d’influence avant constat Exemple: rediriger les jobs vers d’autres ressources tant que l’état

de la ressource demandée est dégradé, afin qu’elle puisserepasser à l’état normal.

Affiner la connaissance d’exploitation des ressources par la modélisation ducomportement.

Automatisation et réutilisation d’expertises de gestion.

Ouverture de la solution à d’autres fonctionnalités : La tolérance aux pannes Disponibilité Facturation Gestion de la qualité de service (coté client, coté administrateur de la grille)


Perspectives

Prise en compte des dégradations de la qualitéde service.

Déploiement au niveau national (sujet Master)

Représentation 3D avec animation de ladynamique (sujet de Doctorat).

Intégration dans des middlewares de placement

Surveillance du middleware lui-même.


Merci

Jeudi 6 Avril 2006Journée « Adaptation » GSP-ASR 38IRIT/SIERA 38

Les Composants de l’Architecture

NNMDomaineRéseau

DomaineRéseau

Evènement

OMOPENVIEWObject Provider

NNM

OMSERVICES

OMDEPENDENCY

CORBA

CORBACORBA

CAMELEON

DomaineService

DomaineService

Evènement

ServeurNNM

OpenView


Présentation de la Démo

• À chaque nœud onassocie un Agent enJAVA/CORBA

• Enregistrement dechaque AgentNamingService

• Découverte des nœuds etleurs caractéristiques

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

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AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A


OPNode State.jar

ReadyDown

OMGridOMGrid

IHM

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

AA A A A A A A A A

Requête

Mond

e Rée

l

Supe

rvis

ion

Réponse


Problématiques

Pour un système à grande échelle:

Présence d’éléments composites dont l’état dépendde l’état de ses composants

Dépendance en cascade d’éléments associés pourassurer une fonctionnalité caractéristique

Éviter de dégrader les performances par destechniques de polling sur des systèmes à largeéchelles(grand nb d’éléments)


Un lien Tombé

Toulouse

ParisSophia

GrenobleSystème (Grilles)

Réseau

Ready

Down

Busy


LOST COMMUNICATION

Ready

Down

Busy


Ready

Down

Busy


Ready

Down

Busy


OK


Surcharge d’un lien

Toulouse

ParisSophia

Grenoble

Système (Grilles)

Réseau

Ready

Down

Busy


OK


Surcharge d’un lien

Toulouse

ParisSophia

Grenoble

Système (Grilles)

Réseau

Ready

Down

Busy


Dégradé

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