تقييم الأداء المعتمد على النماذج لتطبيقات المعطيات الكبيرة

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

يُعتبر تقييم أداء تطبيقات المعطيات الكبيرة من خلال أساليب المحاكاة والنمذجة وسيلة أساسية من أجل التخطيط للموارد الحاسوبية إلى جانب تحقيق المتطلبات غير الوظيفية في مراحل مبكرة من عملية التصميم والنشر. كما أنه يساعد على زيادة كفاءة الإدارة الذاتية لهذه الأنظمة عند نشرها في بيئات الحوسبة السحابية، حيث تُخصَّص الموارد ديناميكياً وفقاً لتغير أحمال العمل. وقد بُذلت جهود بحثية كبيرة من أجل تطوير نماذج دقيقة وفعالة لأنظمة المعطيات الكبيرة بمناهج متعددة. نقوم في هذا البحث بمسح أهم الأعمال السابقة في هذا المجال ونُسهم من خلال تطوير نموذج أداء لحالة استخدام معتبرة. تتناول دراسة الحالة نموذجاً لأداء نظام Apache Cassandra، أحد نظم قواعد المعطيات اللاعلاقية والذي يزداد دورها ضمن نظم المعطيات في نظم العمليات الكبيرة، وذلك تحت شكل بسيط من حمل عمل مختلط يجمع بين تحليل تشغيلي ومكون تحليلي. وقد أظهرت الأعمال السابقة وجود تأثير كبير للأحمال غير المتجانسة على استراتيجيات حجز الموارد السحابية بشكل ديناميكي لهذه القواعد. نختار في هذه الدراسة منهجيةً مبنية على التحقق الكمي Quantitative Verification وذلك باستخدام المدقق الاحتمالي PRISM، الذي تم اقتراح استخدامه في أعمال سابقة لتقديم ضمانات بجودة خدمة الخدمات والأنظمة السحابية. وتهدف هذه الدراسة إلى إمكانية تطبيق هذا الأسلوب في نظم واقعية، وهو الأمر الذي نعده ذا صلة مباشرة بالحالة المدروسة. نقدم في هذا البحث نموذجاً تحليلياً جزئياً لعقدة نظام كاساندرا يسمح بالتنبؤ بالإنتاجية الأعظمية الواحدة تحت معاملات متعددة للنظام والحمل المطبق، إلى جانب التحقق من دقته عبر التجارب المخبرية. كما تبين أن محاولة توسيع النموذج باستخدام PRISM تُظهر محدودية الاحتمالية للتعبير عن المزيد من الخصائص ذات الصلة، مما يسلط الضوء على الحاجة لتطوير وسائل نمذجة تحليلية قابلة للتوسع بغية استخدامها لتوصيف نظم واقعية تحت أحمال مهيكلة.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

09867837-de87-4b58-ab57-82d3f32ffe89

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

841084_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

MODEL-BASED PERFORMANCE EVALUATION OF BIG DATA APPLICATIONS

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"الامجد توفيق اصطيف","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"نزار الحافظ","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

Arabic

المصدر والدورية

اسم المصدر

تقييم الأداء المعتمد على النماذج لتطبيقات المعطيات الكبيرة

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

Performance evaluation of of Big Data applications throughout simulation and modelling is considered essential for the purpose of capacity planning of these applications as well as to ensure meeting their non-functional requirements, early enough in the design and deployment process. Furthermore, these models help to increase the efficiency of self-management of these systems when deployed in cloud platforms, where resources are allocated dynamically in response to workload change. Considerable research efforts have been conducted to develop efficient and accurate models for numerous Big Data systems using various approaches. In this thesis, we survey previous work in this area and contribute through the development of a performance model of a considerable use case. The use case study presents a performance model of Apache Cassandra, a popular NoSQL database which is increasingly used in the storage layer of Big Data systems, under a simple form of hybrid operational/analytical workload. Such heterogeneous workloads have shown to have significant implications for the dynamic resource allocation strategies of these databases in cloud environments. For this purpose, we utilize the quantitative verification modelling approach using the probabilistic model checker (PRISM). Some previous works have suggested the usage of PRISM to provide quality-of- service (QoS) guarantees for cloud services and systems. We aim to explore the effectiveness and applicability of this approach in practice which we identify as relevant to our use case. We present a partial analytical model of a single Cassandra node that predicts its maximum throughput under various system and workload parameters and validate this model experimentally. Furthermore, we show the limitations of extending this model using PRISM to address other interesting properties, identifying the need for scalable analytical modelling approaches for realistic systems under heterogeneous workloads

كلمات الباحثين

المعطيات الكبيرة، تحليل الأداء، التقييم المعتمد على النماذج، المدقق الاحتمالي PRISM، التحقق الكمي، قاعدة المعطيات اللاعلاقية NoSQL، حمل مهيكل، حمل عملي تحليلي هجين.

إشراف وإعداد

الإشراف

نزار الحافظ

الإعداد

الامجد توفيق اصطيف

الاقتباسات الببليوغرافية