L'ingegnere Oracle rivela i misteri della latenza con Heat Maps

Mentre i gestori dei data center hanno a lungo utilizzato le mappe di calore per determinare dove posizionare meglio rack di server e unità di raffreddamento, questa modalità di visualizzazione può anche essere utile per una migliore comprensione della latenza del sistema, sostiene un ingegnere Oracle nel numero di luglio di Comunicazioni di ACM.

"Presentare la latenza come una mappa di calore è un modo efficace per identificare le caratteristiche sottili che potrebbero altrimenti mancare", scrive Brendan Gregg, un ingegnere del software principale di Oracle, nell'articolo "Visualizzazione della latenza del sistema".

Gregg ha anche avvertito che mentre tale visualizzazione può darci una visione più ampia di ciò che sta accadendo, non sempre fornisce risposte per il comportamento osservato. Tuttavia, le mappe di calore possono fornire informazioni per affrontare la prossima generazione di problemi di latenza dei data center.

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Individuare le cause della lentezza del sistema è stata a lungo una frustrazione per gestori di data center e amministratori di sistema. Gli strumenti di analisi di rete sono disponibili per visualizzare le prestazioni della rete, sebbene altri aspetti di un sistema, come la reattività dei dischi in un array di archiviazione, siano stati difficili da quantificare.

Sun Microsystems ha da tempo offerto uno strumento per il suo sistema operativo Solaris, chiamato DTrace, che può caratterizzare la latenza all'interno di varie parti di un sistema in base al secondo secondo. I dati travolgenti che può produrre, tuttavia, devono ancora essere riassunti in una forma facilmente comprensibile.

Inserisci le mappe di calore di Gregg. Le mappe di calore sono una semplice tecnica di visualizzazione in cui, su un grafico bidimensionale, diversi valori sono rappresentati da colori diversi.

I grafici di calore possono rivelare più dei grafici a linee sulla maggior parte degli strumenti di analisi di rete, perché mentre i grafici "consentirebbero la media la latenza da esaminare nel tempo, il trucco o la distribuzione effettiva di quella latenza non possono essere identificati oltre un massimo, se previsto ", scrive.

Le mappe di calore sono anche utili per identificare rapidamente i valori anomali, che possono essere esaminati in maggior dettaglio

Per l'articolo, Gregg ha tracciato una varietà di condizioni di carico di lavoro insolite, utilizzando il software di visualizzazione di Oracle Analytics per il rendering visivo dei dati raccolti da DTrace. Ha impostato l'asse X per rappresentare il tempo e l'asse Y per rappresentare il tempo di latenza.

In molti casi, ha scoperto che i carichi di lavoro semplici possono produrre una varietà di modelli complessi, e talvolta inspiegabili.

In un caso, una piccola quantità di dati era sequenzialmente scritto in un pool di dischi. Gregg si aspettava di vedere solo il "rumore bianco" che rappresentava la latenza casuale. Invece, la mappa del calore mostrava livelli di latenza che salivano e scendevano in modelli distinti per qualche motivo sconosciuto. "Visualizzare la latenza in questo modo pone chiaramente più domande che risposte", ha detto.

Un altro schema si è rivelato altrettanto misterioso. Il test ha coinvolto l'invio di un flusso di dati su 44 dischi. Innanzitutto, i dati venivano inviati a un solo disco, quindi a due dischi e così via, fino a quando tutti i 44 dischi ricevevano dati.

Gregg si aspettava che la latenza del disco aumentasse in modo lineare man mano che i bus del sistema si saturavano di dati.

Invece la latenza aumenterebbe, poi diminuirà leggermente, prima di aumentarne ancora.

Chiamò questo modello lo pterodattilo arcobaleno, in quanto il grafico del calore somigliava al profilo di un dinosauro volante colorato.

"Per riassumere il pterodattilo arcobaleno: poco è noto con precisione, e sono necessarie molte più indagini.Questo dimostra quanto è profonda una semplice visualizzazione può diventare ", scrive.

Gregg ha anche usato una mappa di calore per rivelare gli effetti di shock che il rumore forte ha su server, fenomeni che Gregg ha dimostrato alcuni anni fa su YouTube.

Sebbene queste mappe di calore siano state eseguite su un sistema in esecuzione su Zettabyte File System (ZFS) in esecuzione su protocollo NFS (Network File Storage), questo approccio potrebbe essere utilizzato per caratterizzare le operazioni di altri file system e persino di altri componenti come le CPU, Scrive Gregg.

Joab Jackson copre le novità del software e della tecnologia generale per Il servizio di notizie IDG. Segui Joab su Twitter all'indirizzo @Joab_Jackson. L'indirizzo e-mail di Joab è [email protected]