Methodology, modeling and simulation for analyzing the processing capacity of a cloud-based reservation system

Orientadores: Paulo Sérgio Martins Pedro, Edson Luiz UrsiniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: Nos últimos anos tem-se observado um aumento no volume em consultas de dados e na solicitação de serviços dos mais diversos tipos de sistemas disponíveis, e essas demandas também incluem sistemas de reservas baseados em nuvem. Esses sistemas atendem a um grande número de solicitações e podem atingir milhões de usuários espalhados pelo mundo. As falhas de tais sistemas podem representar um risco relativamente alto, com consequências financeiras, econômicas ou até mesmo sociais. Uma maneira de mitigar essas preocupações é desenvolver modelos de simulação por eventos discretos. O presente trabalho apresenta uma metodologia, modelos analíticos e de simulação para planejamento, análise e validação de um sistema de reservas baseado em nuvem. A metodologia considera o modelo computacional, o modelo de tráfego de dados, o modelo analítico, o modelo de simulação e a validação desses modelos. Além da metodologia, este trabalho apresenta um caso prático de modelos analíticos e de simulação a fim de avaliar o tempo médio de processamento e capacidade de utilização do servidor associado a seus gargalos considerando o servidor, o canal de disco e os arquivos de disco. Adicionalmente este trablaho apresenta a modelagem e simulação para avaliar os tempos de espera das mensagens no sistema até a resposta para o usuário e o tempo de espera das mensagens no armazenamento central até a saída do sistema, além de avaliar a quantidade de blocos de memória necessários de acordo com o número de mensagens. Esta abordagem utiliza-se de medições, do modelo analítico aproximado, de modelos de simulação e até de uma mistura de modelo de simulação-analítico, sendo que um modelo valida o outro. Uma vez validados, os modelos são analisados considerando outras distribuições de probabilidade\ (pois em casos reais, com novas medidas, e / ou maior conhecimento do sistema real, outras distribuições podem / devem ser mais adequadas)Abstract: In recent years, there has been an increase in the volume of data queries and service requests for the most diverse types of systems available, and these demands also include cloud-based reservation systems. These systems handle a large number of requests and can reach millions of users around the world. Failures of such systems can represent a relatively high risk, with financial, economic or even social consequences. One way to mitigate these concerns is to develop discrete event simulation models. This work presents the methodology, analytical and simulation models for planning, analyzing and validating a cloud-based reservation system. The methodology considers the computational model, the data traffic model, the analytical model, the simulation model and the validation of these models. In addition to the methodology, this work presents a practical case of analytical and simulation models in order to evaluate the average processing time and capacity of the server associated with its bottlenecks considering the server, the disk channel and the disk files. Additionally this work presents the modeling and simulation to evaluate the waiting times of the messages in the system until the reply to the user and the waiting time of the messages in the central storage until the system leaves, besides evaluating the number of memory blocks needed according to the number of messages. This approach uses measurements, the approximate analytical model, simulation models and even a mixture of simulation-analytical model, one model validating the other. Once validated, the models are analyzed considering other probability distributions \ (since in real cases, with new measures, and / or greater knowledge of the real system, other distributions may / should be more appropriate)DoutoradoSistemas de Informação e ComunicaçãoDoutor em Tecnologia001CAPE