autonóm számítástechnika ( autonomic computing )
DESCRIPTION
Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing ). Fogalmak és esettanulmányok. Bevezetés. Az AC egy rendszerszintű megközelítés Automatizálás és felügyelhetőség a rendszer minden rétegében Federált , heterogén komponenensek kohezívan együttműködnek - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/1.jpg)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemMéréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
Autonóm és hibatűrő informatikai rendszerek
Autonóm számítástechnika(Autonomic computing)
Fogalmak és esettanulmányok
![Page 2: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/2.jpg)
Bevezetés
Az AC egy rendszerszintű megközelítéso Automatizálás és felügyelhetőség a rendszer minden rétegébeno Federált, heterogén komponenensek kohezívan együttműködnek
Három alapvető elv szerint fejlődnek AC rendszereko szabályozástechnikao dinamikus tervkésztéso reflektív, self-aware rendszerek
Az autonomic computing (AC, autonóm informatika) az autonóm idegrendszert modellező rendszertervezési paradigma. A rendszer alapvető állapotváltozóiban bekövetkező változás a teljes rendszert viselkedését megváltoztató beavatkozást vált ki, amely biztosítja, hogy a rendszer egyensúlyi állapotba kerül a környezetével.
![Page 3: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/3.jpg)
Motivation for Autonomic Computing
• System Uncertainty– Very large scales– Ad hoc structures/behaviours
• p2p, hierarchical, …– Dynamic
• entities join, leave, change behaviour
– Heterogeneous• capability, connectivity,
reliability,– Lack of guarantees
• components, communication– Lack of common/complete
knowledge• number, type, location,
availability, connectivity, protocols, semantics
• Information Uncertainty– Availability, resolution, quality of
information– Devices capability, operation,
calibration– Trust in data, data models – Semantics
• Application Uncertainty– Dynamic behaviours
• space-time adaptivity– Dynamic and complex couplings
• multi-physics, multi-model, multi-resolution, ….
– Dynamic and complex (ad hoc, opportunistic) interactions
– Software/systems engineering issues
• Emergent rather than by design
Research directions
![Page 4: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/4.jpg)
Self-* tulajdonságok• A self-* (ön*) tulajdonságok AC rendszerek
makroszkopikus tulajdonságai
![Page 5: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/5.jpg)
Önkonfiguráció - Self-configuration• Automatikus adaptáció a dinamikusan változó
környezethez• Belső adaptáció
o Komponensek hozzáadása vagy elvétele (software)
o Futás közbeni újrakonfiguráció• Külső adaptáció
o A globális infrastruktúra szerintsaját magát állítja be a rendszer
Belső állapot
Környezet
![Page 6: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/6.jpg)
Öngyógyítás - Self-healing• Külső zavarás felismerése, diagnosztizálása és
szolgáltásmegszakítás nélküli kezelése• Autonóm problémafelismerés és
megoldás• A hibás komponenseket
o detektálni,o izolálni,o javítani,o újraintegrálni. Hibás komponens
![Page 7: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/7.jpg)
Önoptimalizáció - Self-optimization• Erőforrások automatikus monitorozása, hangolása,
felügyeleteoMűködés nem előre jelezhető körülmények közötto Erőforrás kihasználás maximalizálása
emberi beavatkozás nélkül• Dinamikus erőforrás allokáció és
terhelés menedzsmento Erőforrás: tárhely, adatbázis,
hálózato Példa: dinamikus szerver fürtök
Resourcemanagement
![Page 8: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/8.jpg)
• Támadásokra való felkészülés, detektálás, azonosítás és védelemo Felhasználói hozzáférés
definiálása és felügyeleteminden erőforrásra
o Jogosulatlan hozzáférés ellenivédelem
Önvédelem - Self-protection
Belső erőforrás
Külső erőforrás
![Page 9: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/9.jpg)
Általánosított „ágens”
![Page 10: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/10.jpg)
Autonomic Element - AE•Az architektúra alapeleme a
•Felügyelt egységből• Adatbázis, alkalmazásszerver , stb
•És autonóm menedzserből álló Autonóm egység
• Feladatai:• A funkcionalitás nyújtása• Saját viselkedésének felügyelete a self-
* tulajdonságok alapján• Együttműködés más autonóm
egységekkelAz autonóm egység
Managed ElementES
Monitor
Analyze
Execute
Plan
Knowledge
Autonomic Manager
![Page 11: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/11.jpg)
AE: Kölcsönhatások
•Kapcsolatok AE-k között:– Dinamikus, ideiglenes,
célorientált– Szabályok és kényszerek
definiálják– Egyezség által jön létre
• Ez lehet tárgyalás eredménye– Teljes spektrum
• Peer-to-peer• Hierarchikus
– Házirendek (policy) szabályozhatják
![Page 12: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/12.jpg)
Önszervezés Az önszervezés
o alacsony szintű egységekben végrehajtott o dinamikus folyamatok összessége, amely soráno struktúra vagy rend jelenik meg o globális szinten.
Az önszervező viselkedést eredményező szabályokat (amelyek a kölcsönhatásokat meghatározzák) az AE-k csupán lokális információ alapján alkalmazzák
![Page 13: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/13.jpg)
AC referencia architektúraRészben vagy teljesen automatizált folyamatok(pl. ITIL folyamatok)
Az AC rendszer által felügyelt erőforrások
IT építőelemek, és összekapcsolásukleírása
Építőelemek kombinálása tipikusforgatókönyvekké
![Page 14: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/14.jpg)
Autonóm Kölcsönhatás
![Page 15: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/15.jpg)
Hogyan lesz a nyers adatból metrika?
![Page 16: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/16.jpg)
Kitekintés: AC vs AI Policy (~szabály, házirend, eljárásrend) alapú tervezés
o Állapot alapú Action
o Explicit ha-akkor (~üzleti szabály) Goal
o Mi a „megcélzott” állapot?o A rendszer dönti el a konkrét akciót (pl. heurisztika)
Utility function (hasznosság)o Minden állapotnak „értéke” vano Nem bináris a hasznosság (nem egyértelmű a célállapot)o Rugalmasabb működés, nehezebb specifikáció
![Page 17: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/17.jpg)
Példa: Action policy „Gold” és „Silver” tranzakciók egy adatközpontban Policy ütközés, „vergődés”
Mi lesz az osztott erőforrásokkal?
Megoldás: a priori tudás bevitele(pl. Gold fontosabb, mint Silver,
bizonyos szint fölött nem kérünk plusz CPU-t, másik szerverre allokáljuk a terhelést, … )
![Page 18: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/18.jpg)
Példa: Goal policy Ugyanaz az adatközpont, cél: „Vágyott/célzott tartományok”
Adott terhelés és erőforráskészlet mellett
T: adott tranzakcióosztály válaszidejeC: erőforrás
α: kapcsolat a CPU és a válaszidő közt λ: terhelés
(egyszerű sorbanállási modell alapján)
![Page 19: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/19.jpg)
Példa: hasznosság alapú policy
Pl. SLA alapján Vezérelhet cél alapú policyt, pl. erőforrás
menedzser szintjéno Egyszerű specifikáció, komplex döntési logika
![Page 20: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/20.jpg)
Kihívások, feltételezések A hasznosság előre ismert
o Rossz specifikáció: Silver osztály „éhezik”o Nincsenek kiugróan fontos/hosszú tranzakciók
Taszkváltás hatása elhanyagolható Válaszidő egyértelműen mérhető
o Átlag? Max? Az erőforrásmenedzsment hatékony
o Nem ront a helyzeten az átkonfigurálás
![Page 21: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/21.jpg)
Autonóm rendszerek összehasonlítása QoS Költség Rugalmasság/Granularitás Autonómia foka Adaptivitás Reakcióidő Érzékenység Stabilitás
![Page 22: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/22.jpg)
Esettanulmány: CoMiFin
Szolgáltatásalapú rendszerek, modellvezérelt fejlesztés, komplex eseményfeldolgozás,…
![Page 23: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/23.jpg)
Esettanulmány: CoMiFin „Communication Middleware for Financial Infrastructures” Motiváció
o Banki rendszerek egyre erősebben függenek külső szolgáltatóktólo Támadások egyre kifinomultabbako Kritikus infrastruktúrák (pl. mobilhálózat, áramellátás, Internet)
elleni komplex támadások kivédéseo Hagyományos kommunikáció lassú (példa: 8 nap egy eset lezárása)
Célo Scheme to set up and manage a secure environment (software,
hardware, monitoring tools, etc.) for information exchange and analysis
Tanszéki spin-off (OptXware) vezette a demonstrátor fejlesztését
![Page 24: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/24.jpg)
Példa: magyar infrastruktúra
![Page 25: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/25.jpg)
Logikai architektúra
AT&T
AIG
ENEL TELECOM
UNICREDIT
SWIFT
CoMiFin
Control Centre
Control Service Centre
Intra-communicationsInter-communications
AIG
AT&T
LLYODS TSB
![Page 26: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/26.jpg)
Online adatfeldolgozás (CEP)
![Page 27: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/27.jpg)
Architektúra
27
CoMiFin management components(OptXware testbed, Budapest)
IBM Event Processing (AGILIS)(IBM Testbed, Haifa)
ED Event Processing (DHT)(ED Testbed, Rome)
Financial Institutions (FI)emulated by Gateways
Logical management (SR creation, …)
Monitoring and evaluationSLA management, visualization Reliable communication
(currently: Java Message Service)
![Page 28: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/28.jpg)
„Szabályozási kör” (részben készült el)
![Page 29: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/29.jpg)
Példa monitorozás megvalósítására
![Page 30: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/30.jpg)
Eredmények megjelenítése
![Page 31: Autonóm számítástechnika ( Autonomic computing )](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062501/56816384550346895dd468c4/html5/thumbnails/31.jpg)
Források Kephart, J. O., & Chess, D. M. (2003). The vision of autonomic computing.
Computer, 36(1), 41-50. IEEE Computer Society. doi:10.1109/MC.2003.1160055 McCann, J., & Huebscher, M. C. (2004). Evaluation issues in autonomic
computing. Grid and Cooperative Computing – GCC 2004 Workshops (pp. 597–608). Springer. doi:10.1007/978-3-540-30207-0_74
Kephart, J. O., & Walsh, W. E. (2004). An artificial intelligence perspective on autonomic computing policies. Proceedings. Fifth IEEE International Workshop on Policies for Distributed Systems and Networks, 2004. POLICY 2004. (pp. 3-12). IEEE. doi:10.1109/POLICY.2004.1309145
László Gönczy, György Csertán, Gábor Urbanics, Hamza Ghani, Abdelmajid Khelil and Neeraj Suri. Monitoring and Evaluation of Semantic Rooms. In Collaborative Financial Infrastructure Protection, Springer, 2012. http://www.springerlink.com/content/l0v4n4185617uq35/
http://comifin.eu/