TEMA 6 CUELLOS DE BOTELLA

T E MA 6 CUE L L OS DE BOT E L L A
Introducción
- Las pres taciones no s on las es peradas .
- Uno o varios s ervidores no s on capaces de abas tecer las peticiones que les
llegan.
- S u utilización es del 100% .
- Las peticiones que les llegan pierden tiempo es perando.
- Mejoras en el s is tema que no afectan al recurs o res pons able del cuello de
botella no
mejorarán las pres taciones .
Cuellos de botella
- Al tratar un CB pueden aparecer otros . Habrá que ir tratándolos has ta que el
s is tema quede
equilibrado.
- Los CB no dependen únicamente de la configuración. S on función también de
la carga.
- Hay CB temporales que aparecen un corto periodo de tiempo res pecto a la
s es ión de medida.
- Los CB temporales es difícil eliminarlos analizando, en diferido, los datos
regis trados
anteriormente.
- Para los CB temporales s e recomiendan métodos de monitorización y toma
de decis iones en
tiempo real (on-line).
T erapias
- Al detectar un CB hay que evaluar las cons ecuencias y cos te de las pos ibles
terapias .
- Modificaciones HW. R eemplazar o ampliar componentes HW. T erapias de
repos ición
(upgrading).
- Modificaciones que tienen efecto en la organización del s is tema. T erapias de
s intonización
(tuning).
- Las s intonizaciones s uelen s er más baratas .
- E n las repos iciones deberíamos tener alguna garantía s obre el res ultado ⇒
utilización de
modelos s imulados o analíticos .
Los modelos analíticos permiten por un lado detectar los Cbs y por otro
predecir las mejoras que s e obtendrían con diferentes s oluciones .
L ímites asintóticos
- Método analítico que permite ver los límites de productividad y tiempo de
res pues ta del
s is tema en función de la intens idad de la carga.
- R ecomendable para evaluar diferentes configuraciones o pos ibles
repos iciones .
- S e bas an en la teoría de redes de colas .
- Nos limitaremos a una s ola clas e de clientes .
- S uponemos que la demanda de s ervicio de un cliente a una es tación no
depende de las
demandas a es a es tación ni a otras .
S e bus ca un límite s uperior e inferior de las pres taciones que obtendrá el
s is tema. Al aplicar una terapia veremos como s e modifican es tos límites y por
tanto qué impacto pueden tener las mejoras que vamos a aplicar.
P arámetros
- K, número de es taciones de s ervicio.
- Dmax, la mayor de las demandas de s ervicio de entre las diferentes
es taciones .
- D, la s uma de las demandas de s ervicio en las es taciones . (s uma de las
demandas de un
cliente a todas las es taciones ).
- Z , tiempo medio de pens ar (s is temas interactivos ).
E l dis pos itivo que tenga la máxima demanda s erá el candidato a s er el CB.
S erá el que antes llegará a una utilización del 100% (s aturación).
L ímites asintóticos en cargas transaccionales
a) P roductividad:
- E l límite de la productividad indica la tas a máxima de llegada de clientes que
el
s is tema puede proces ar s atis factoriamente. A partir de es e punto el s is tema
es tá
s aturado.
- Para la es tación k, U k = X kS k (Ley de la utilización).
- X k = λ Dk
- S i una U k = 1 ⇒ no podremos proces ar una carga mayor.
- La es tación k, con U k = 1 s erá el CB.
- X s e limita a la λ que s atura alguna es tación.
- U max(λ ) = λ Dmax ≤ 1, s i U max(λ ) = 1 ⇒ λ s at = 1 / Dmax
Los parámetros que utilizaremos para evaluar las pres taciones s erán la
productividad y el tiempo de res pues ta.
La tas a de llegadas que s atura el s is tema es 1 / Dmax
E s ta tas a de llegadas dará la productividad máxima alcanzable con una
determinada carga, recurs os y configuración.
b) T iempo de respuesta:
- E l cas o más favorable, s ólo hay un trabajo en el s is tema. E l tiempo de
res pues ta es la
s uma de las demandas de s ervicio D.
- Pero cas o (cuando s e s obrepas a la s aturación), a partir de es te momento no
hay
límite en el tiempo de res pues ta.
L ímites asintóticos en cargas interactivas
a) P roductividad:
- U k(N) = X(N) Dk ≤ 1, los recurs os dan una utilización para un número de
clientes .
- X(N) ≤ 1 / Dmax, (límite para carga pes ada).
- S i s ólo hay un cliente. La productividad s erá 1 /(D+Z ) donde D es la s uma de
las
demandas de s ervicio en las diferentes es taciones . Con N clientes , N / (D+Z ).
- Los s iguientes clientes que van llegando es peran (N-1) D unidades en las
colas .
- La productividad s erá N / (ND+Z ), s e proces an N clientes con tiempo (ND+Z ).
- (N / (ND+Z )) ≤ X(N) ≤ min(1/Dmax, N / (D+Z )).
- N * /(D+Z ) = 1 / Dmax ⇒ N* = (D+Z ) / Dmax, N* punto de s aturación.
(N/(ND+Z ) ≤ X(N) ⇒ Cas o en el que todos los clientes piden el mis mo recurs o
a la vez.
X(N) ≤ N/(D+Z ) ⇒ E s el cas o más óptimo en el que todas las peticiones a los
recurs os s e s olapan completamente. No s e hace ninguna cola.
X(N) ≤ 1/Dmax ⇒ Un recurs o s e ha s aturado. La productividad no podrá crecer
más . A partir de es ta carga empiezan a producirs e colas (al menos en el
recurs o s aturado).
b) T iempo de respuesta:
- Ley de Little N = XR :
(N/(ND+Z ) ≤ (N/(R (N)+Z )) ≤ min(1/Dmax, N/(D+Z ))
- max (Dmax, (D+Z )/N) ≤ ((R (N)+Z )/N) ≤ ((ND+Z )/N)
- max (D, NDmax-Z ) ≤ R (N) ≤ ND
- Con Z =0 tenemos los límites para cargas Batch.
- D ≤ R (N) ⇒ S i no hubies e colas .
- (NDmax-Z ) ≤ R (N) ⇒ S i s olamente limitas e la velocidad el recurs o cuello de
botella
- R (N) ≤ ND ⇒ S e s irven con anterioridad todos los demás clientes .