Oracle Engineer onthult latentie mysteries met heat maps

Hoewel beheerders van datacenters al lang gebruik hebben gemaakt van warmtekaarten om te bepalen waar racks met servers en koeleenheden het best kunnen worden gepositioneerd, kan deze visualisatiemodus ook handig zijn om systeemlatentie te begrijpen, beweert een Oracle-technicus in het juli-nummer van Communicatie van de ACM.

"Latency presenteren als een warmtekaart is een effectieve manier om subtiele kenmerken te identificeren die anders misschien ontbreken," schrijft Brendan Gregg, een principal software engineer bij Oracle, in het artikel "Visualizing system latency."

Gregg waarschuwde ook dat, hoewel een dergelijke visualisatie ons een beter overzicht kan geven van wat er gebeurt, het niet altijd een antwoord biedt voor het gedrag dat wordt waargenomen. Toch kunnen warmtekaarten inzicht bieden in de aanpak van de volgende generatie latentieproblemen van datacenters.

[Verdere lectuur: de beste NAS-boxen voor mediastreaming en back-up]

Het opsporen van de oorzaken van traagheid van het systeem is al lang een frustratie voor datacentermanagers en systeembeheerders. Er zijn netwerkanalysetools beschikbaar om de netwerkprestaties te visualiseren, maar andere aspecten van een systeem, zoals de gevoeligheid van schijven in een opslagarray, zijn moeilijker te kwantificeren. Sun Microsystems heeft lang één tool aangeboden voor zijn Solaris-besturingssysteem, genaamd DTrace, dat latentie binnen verschillende delen van een systeem op een seconde na seconde kan karakteriseren. De overweldigende gegevens die het kan produceren, moeten echter nog worden omgezet in een gemakkelijk te begrijpen vorm.

Voer de warmtekaarten van Gregg in. Hittekaarten zijn een eenvoudige visualisatietechniek waarbij in een tweedimensionale grafiek verschillende waarden door verschillende kleuren worden weergegeven. Hittegrafieken kunnen meer dan de lijngrafieken in de meeste netwerkanalysehulpmiddelen onthullen, omdat terwijl grafieken "gemiddeld zouden toestaan latency die in de loop van de tijd moet worden onderzocht, kan de daadwerkelijke samenstelling of distributie van die latentie niet boven een maximum worden geïdentificeerd, indien aanwezig, "schrijft hij.

Hittekaarten zijn ook goed voor het snel identificeren van uitschieters, die vervolgens gedetailleerder kunnen worden bekeken, zo betoogde hij.

Voor het artikel heeft Gregg een aantal ongebruikelijke werkbelastingscondities uitgezet met behulp van de visualiseringssoftware van Oracle Analytics om gegevens die door DTrace zijn verzameld, visueel weer te geven. Hij stelde de X-as in om de tijd weer te geven en de Y-as om de latentietijd weer te geven. De donkerste kleuren vertegenwoordigden de meeste invoer-uitvoer.

In veel gevallen ontdekte hij dat eenvoudige werkbelastingen een verscheidenheid aan complexe - en soms onverklaarbare - patronen konden produceren.

In één geval was een kleine hoeveelheid gegevens sequentieel geschreven naar een pool met schijven. Gregg verwachtte dat alleen "witte ruis" de willekeurige latency weergeeft. In plaats daarvan toonde de heat map latency niveaus stijgen en dalen in verschillende patronen voor een onbekende reden. "Het visualiseren van latency op deze manier stelt duidelijk meer vragen dan het geeft antwoorden," zei hij.

Een ander patroon bleek even mysterieus. De test omvatte het verzenden van een gegevensstroom naar 44 schijven. Eerst zouden de gegevens worden verzonden naar slechts één schijf, vervolgens naar twee schijven, enzovoort, totdat alle 44 schijven gegevens zouden ontvangen.

Gregg verwachtte dat de latentie van de schijf lineair zou toenemen naarmate de systeembussen verzadigd raken met gegevens.

In plaats daarvan zou de latentie toenemen, dan enigszins afnemen, voordat hij nog wat zou toenemen.

Hij noemde dit patroon de regenboogpterodactylus, in die zin dat de hittegrafiek leek op het profiel van een kleurrijke vliegende dinosaurus.

"Om de samenvatting samen te vatten regenboog pterodactylus: weinig is bekend met nauwkeurigheid en er is veel meer onderzoek nodig.Wat dit laat zien is hoe diep een eenvoudige visualisatie kan worden ', schrijft hij.

Gregg gebruikte ook een warmtekaart om de schokeffecten te onthullen die harde ruis veroorzaken heeft op servers, verschijnselen die Gregg een paar jaar geleden op YouTube heeft laten zien.

Hoewel deze warmtekaarten werden uitgevoerd op een systeem dat draait op het Zettabyte File System (ZFS) dat loopt via Network File Storage (NFS) -protocol, zou deze benadering kunnen worden gebruikt voor het karakteriseren van de bewerkingen van andere bestandssystemen en zelfs andere componenten zoals CPU's, Gregg schrijft.

Joab Jackson behandelt enterpise-software en algemeen technologisch nieuws voor

The IDG News Service

. Volg Joab op Twitter op @Joab_Jackson. Het e-mailadres van Joab is [email protected]