Performance in Web environments with differentiation of service (QoS) in caches, network and server: modeling and simutation

Esta tese de doutorado apresenta a investigação de alternativas para melhorar o desempenho de ambientes Web, avaliando o impacto da utilização de mecanismos de diferenciação de serviços em todos os pontos do sistema. Foram criados e modelados no OPNET Modeler cenários com diferentes configurações voltadas tanto para a diferenciação de serviços, quanto para o congestionamento da rede. Foi implementado um servidor cache com suporte à diferenciação de serviços (cache CDF), que constitui uma contribuição dentro deste trabalho, complementando o cenário de diferenciação de serviços de forma positiva, assegurando que os ganhos obtidos em outras etapas do sistema não sejam perdidos no momento da utilização do cache. Os principais resultados obtidos mostram que a diferenciação de serviços introduzida de forma isolada em partes do sistema, pode não gerar os ganhos de desempenho desejados. Todos os equipamentos considerados nos cenários propostos possuem características reais e os modelos utilizados no OPNET foram avaliados e validados pelos seus fabricantes. Assim, os modelos que implementam os cenários considerados constituem também uma contribuição importante deste trabalho, uma vez que o estudo apresentado não se restringe a uma modelagem teórica, ao contrário, aborda aspectos bem próximos da realidade, constituindo um possível suporte de gerenciamento de sistemas WebThis PhD thesis presents the investigation of alternatives to improve the performance of Web environments by evaluating the impact of using differentiated service mechanisms in all points of the system. Several scenarios were created and modeled in the OPNET Modeler, with different configurations of both differentiated services and network overloading. A special cache server supporting differentiated services (CDF cache) was proposed and included in the model, comprising one of the major contributions of this work once it positively complements the differentiated service scenario, making that the gains obtained with other stages of the system do not be spoiled when using the cache. The main results obtained show that the adoption of differentiated services in isolated parts of the system cannot generate the expected performance gains. The features of all the equipments considered in the several scenarios defined in this work are very close to the reality and the models used in the OPNET were evaluated and validated by the companies that produce those equipments. Thus, the models that implement the scenarios considered in this work also comprises an important contribution of this thesis, once the study presented is not just a theoretical modeling exercise but, conversely, it approaches aspects very close to the reality, comprising a possible Web system management suppor