Rebuilding Repository for Bachelor thesis

Thesis/Folien/vortrag.tex

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+\documentclass{beamer}
+
+\mode<presentation>{\usetheme{Madrid}}
+
+\usepackage[german]{babel}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage{times}
+\usepackage[T1]{fontenc}
+
+
+\title[Perl-Monitoring] % (optional, nur bei langen Titeln nötig)
+{Monitoring von Perl-basierten Web Anwendungen mit Kieker}
+
+\subtitle{Bachelor-\\Abschlusskolloquium}
+\author{Nis Wechselberg}
+\institute[CAU Kiel]{Institut für Informatik\\Christian-Albrechts-Universität zu Kiel}
+
+\date{26. März 2013}
+
+% Folgendes sollte gelöscht werden, wenn man nicht am Anfang jedes
+% Unterabschnitts die Gliederung nochmal sehen möchte.
+\AtBeginSection[]
+{
+  \begin{frame}<beamer>{Gliederung}
+    \tableofcontents[currentsection,hideothersubsections,hideothersections,sectionstyle=show/hide]
+  \end{frame}
+}
+
+
+% Falls Aufzählungen immer schrittweise gezeigt werden sollen, kann
+% folgendes Kommando benutzt werden:
+
+% \beamerdefaultoverlayspecification{<+->}
+
+\begin{document}
+
+\begin{frame}
+  \titlepage
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Gliederung}
+  \tableofcontents[hidesubsections]
+  % Die Option [pausesections] könnte nützlich sein.
+\end{frame}
+
+\section{Motivation}
+
+\subsection{System}
+\begin{frame}{Kielprints}
+  \begin{center}
+    \includegraphics[width=0.93\textwidth]{images/kielprints}
+  \end{center}
+\end{frame}
+\begin{frame}{Projektbeschreibung}
+  \begin{itemize}
+    \item 
+      Plattform zur Veröffentlichung von wissenschaftlichen Dokumenten (\emph{self archiving})
+    \item
+      Ergänzte und modifizierte Version von EPrints
+    \item
+      Betrieben durch das GEOMAR | Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung Kiel
+    \item
+      Erweiterung des OceanRep GEOMAR
+    \item 
+      Über 15000 Veröffentlichungen von mehr als 1000 Autoren
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\subsection{Beobachtete Performanceprobleme}
+\begin{frame}{Benutzerperspektive}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Abrufen von Einträgen über die Plattform: \\[0.5cm]
+    \item
+      Erhöhte Antwortzeiten
+    \item
+      Langsame Suche in den Fachbereichen
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+\begin{frame}{Administration/Betrieb}
+  \begin{itemize}
+    \item
+      Hohe Wartezeiten bei Seitenwechseln im Backend
+    \item
+      Beispiel: Beim Eintragen von neuen Publikationen über das Backend und hinzufügen von Autoren dauert die Generierung von Dropdown-Menüs etwa 10 Sekunden.
+  \end{itemize}  
+\end{frame}
+
+\section{Technologien und Methoden}
+\subsection{Kieker-Framework}
+\begin{frame}{Kieker Monitoring Framework}
+  \begin{itemize}
+    \item Monitoring Tool aus diesem Lehrstuhl
+    \item Empfohlenes Tool im SPEC RG Software Repository
+  \end{itemize}
+    \includegraphics[scale=0.7]{images/kiekerComponentDiagram-woCloud-bw-w-record-newNames-withTraceAnalysis-colors}
+\end{frame}
+ 
+ \begin{frame}{Überblick über Kieker}
+   \begin{itemize}
+     \item Aufteilung in \emph{Kieker.Monitoring} und \emph{Kieker.Analysis}
+     \item \emph{Kieker.Monitoring} zur Instrumentierung und Überwachung
+     \item \emph{Kieker.Analysis} zur Auswertung und Veranschaulichung
+     \item Kommunikation über Monitoring Log oder Stream\\[0.5cm]
+     \item Bisher keine Unterstützung für Perl
+   \end{itemize}
+ \end{frame}
+ 
+\subsection{Programmiersprache Perl}
+
+ \begin{frame}{Programmiersprache Perl}
+   \begin{itemize}
+     \item imperative, plattformunabhängige, interpretierte Sprache
+     \item Entwickelt 1987, heute in Version 5.16 verfügbar
+     \item Module für Objektorientierung über CPAN verfügbar
+     \item Sehr viele Freiheiten für Programmierer (freie Syntax)
+     \item Starke Funktionen für String-Manipulationen und Reguläre Ausdrücke
+     \item Direkte Integration in Webserver mittels mod\_perl
+   \end{itemize}
+ \end{frame}
+
+\subsection{Performance-Monitoring}
+
+ \begin{frame}{Vorgehen bei Performance-Monitoring}
+   \begin{enumerate}
+     \item Instrumentierung des Codes mit \emph{Probes}
+     \item Ausführung des instrumentierten Codes
+     \item Protokollierung von Monitoring Daten
+     \item Auswertung der Daten mittels geeigneter Tools
+   \end{enumerate}
+ \end{frame}
+ 
+ \begin{frame}{Erfasste Daten}
+   \begin{itemize}
+     \item Anwendungsdaten
+       \begin{itemize}
+         \item Aufrufreihenfolge
+         \item Aufrufhäufigkeiten
+         \item Ausführungszeiten
+       \end{itemize}
+     \item Systemdaten
+       \begin{itemize}
+         \item CPU-Auslastung
+         \item Arbeitsspeicher
+         \item aktive Prozesse
+         \item ...
+       \end{itemize}
+   \end{itemize}
+ \end{frame} 
+
+\section{Perl.Kieker Implementierung}
+
+\subsection{Architektur}
+
+ \begin{frame}{Architekturentwurf}
+   \includegraphics[width=0.95\textwidth]{images/Deployment-Diagram-Client-Server-Model}
+ \end{frame}
+
+ \begin{frame}{Neuimplementierungen in Perl}
+   \includegraphics[width=0.95\textwidth]{images/Classdiagram-Kieker-Perl}
+   \begin{itemize}
+     \item Implementierung von Monitoring Records, Monitoring Writer und Kontrollmechanismen
+     \item Unterstützte Records: OperationEntryEvent, OperationExitEvent, Trace
+     \item Auswertung mit \emph{Kieker.Analysis}
+   \end{itemize}
+ \end{frame}
+
+\subsection{Basismodule}
+
+\begin{frame}{Kieker in Perl}
+  \begin{itemize}
+    \item Kieker
+      \begin{itemize}
+        \item Kapselt die weiteren Module zur einfacheren Verwendung
+        \item Hält die Instanzen von Kieker::Writer und Kieker::Controlling
+      \end{itemize}
+    \item Kieker::Controlling
+      \begin{itemize}
+        \item Verwaltet Trace-IDs und Order-Indices
+        \item Erzeugt bei Bedarf neue Traces 
+      \end{itemize}
+    \item Kieker::Util
+      \begin{itemize}
+        \item Verwaltet Zeitmessung
+        \item Rechnet Perl-Mikrosekunden in Nanosekunden um
+      \end{itemize}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Kieker in Perl - Writer}
+  \begin{itemize}
+    \item Kieker::Writer::FileWriter
+      \begin{itemize}
+        \item Schreibt serialisierte Records in angelegte Datei
+        \item Wurde für frühe Test verwendet
+      \end{itemize}          
+    \item Kieker::Writer::JMSWriter
+      \begin{itemize}
+        \item Verwendet den Java Message Service zur Übertragung der Nachrichten
+        \item Anbindung an Kieker mittels Kieker-Data-Bridge
+      \end{itemize}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Kieker in Perl - Records}
+  \begin{itemize}
+    \item Kieker::Record::Trace
+    \item Kieker::Record::OperationEntryEvent // OperationExitEvent
+      \begin{itemize}
+        \item Zeigen Start und Ende einer Funktion an
+        \item Benötigte Daten: Funktionsname, Paketname, Zeitstempel, Trace, OrderIndex
+        \item Rekonstruktion durch Kieker.Analysis
+      \end{itemize}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\subsection{Kieker-Data-Bridge}
+\begin{frame}{Kieker-Data-Bridge I}
+  \includegraphics[width=0.95\textwidth]{images/kieker-data-bridge}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Kieker-Data-Bridge II}
+  \begin{itemize}
+    \item Entwickelt aus dem MENGES-Projekt heraus
+    \item Stellt eine einheitliche Schnittstelle für neue Erweiterungen dar
+    \item Verschiedene Konnektoren \\
+      (TCP Client, TCP Server, JMS Client, JMS Embedded)
+    \item Empfängt Binärdaten und Textnachrichten
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Kieker-Data-Bridge III}
+  \begin{itemize}
+    \item Textnachrichten mit Semikolon getrennt
+    \item Records werden mit Mapping-Datei identifiziert
+    \item Parameter hängen von Record-Typ ab
+    \item Beispiel: \texttt{1;1362747533540734000;6889; \\5;EPrints.current\_repository;EPrints}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\section{Instrumentierung}
+
+\begin{frame}{Automatische Instrumentierung}
+  \begin{itemize}
+    \item Verwendung von CPAN-Modul Sub::WrapPackages
+    \item Automatische Erstellung von Wrappern
+    \item[] \includegraphics[width=0.7\textwidth]{images/Instrument-Code}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\section{Testdurchführung}
+\subsection{System}
+\begin{frame}{Vergleichstest}
+  \begin{itemize}
+    \item Virtuelle Maschine unter Ubuntu 12.04 LTS
+    \item Datenbasis vom GEOMAR vom 7. Februar 2013
+    \item Vergleich von EPrints 3.2 und Kielprints
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Komponenten}
+  \begin{center}
+  \includegraphics[width=0.7\textwidth]{images/Kielprints-Deployment}
+  \end{center}
+\end{frame}
+
+\subsection{Requests}
+\begin{frame}
+  \begin{itemize}
+    \item 5 beispielhafte Anfragen auf der Admin-Oberfläche
+    \item Anwendungsfall \emph{Neue Publikation eintragen} (Skizze)
+    \item 4 normale Requests, 1 AJAX Request
+    \item[] \includegraphics[width=0.7\textwidth]{images/Screenshot-Trace4}
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\section{Ergebnisse}
+\subsection{Zeitliches Verhalten}
+\begin{frame}[shrink=15]{Zeitmessungen}
+\begin{table}
+  \begin{tabular}{l|rrrrr}
+    Request & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 
+    \hline 
+    EP norm. & 402 ms & 220 ms & 136 ms & 413 ms & 348 ms \\ 
+    EP inst. & 15389 ms & 15043 ms & 18408 ms & \textbf{23430 ms} & \textbf{7066 ms} \\ 
+    \hline 
+    KP norm. & 10270 ms & 227 ms & 166 ms & 13420 ms & 18890 ms \\ 
+    KP inst. & 28505 ms & 16623 ms & 17414 ms & \textbf{280927 ms} & \textbf{342662 ms} \\
+    \hline
+    F1  & 25,5 & 1,0 & 1,2 & 32,5 & 54,3 \\
+    F2  & 1,8 & 1,1 & 0,9 & 11,9 & 48,5
+  \end{tabular} 
+  \caption{Zeitliches Verhalten von Eprints und Kielprints vor und nach Instrumentierung}
+\end{table}
+\textbf{Requests}
+\begin{enumerate}
+  \item Admin Homepage
+  \item Neue Publikation eintragen
+  \item Dateiupload
+  \item Metadaten
+  \item AJAX: Mehr Autorenfelder
+\end{enumerate}
+\end{frame}
+\subsection{Funktionsaufrufe}
+\begin{frame}[shrink=15]{Funktionsaufrufe}
+\begin{table}[h!tb]
+  \begin{tabular}{l|rrrrr|r}
+    Request & 1 & 2 & 3 & 4 & 5 & Summe \\ 
+    \hline 
+    Eprints & 20875 & 28590 & 33171 & 43056 & 16980 & 142672 \\ 
+  %  \hline 
+    Kielprints & 31742 & 36681 & 40165 & 905580 & 934760 & 1948928 \\
+  %  \hline
+    Faktor & 1,5 & 1,3 & 1,2 & 21,0 & 55,1 & 13,7
+  \end{tabular} 
+  \caption{Funktionsaufrufe von EPrints und Kielprints}
+\end{table}
+\end{frame}
+\subsection{Aktive Pakete}
+\begin{frame}[shrink=10]{Aktive Pakete}
+\begin{table}[h!tb]
+  \begin{tabular}{lrlr}
+    \textbf{EPrints} & \textbf{Aufrufe} & \textbf{Kielprints} & \textbf{Aufrufe} \\
+    EPrints.Script.Compiler & 30304 & EPrints.MetaField           & 501872 \\
+    EPrints.Repository      & 25980 & EPrints.DataSet             & 253493 \\
+    EPrints.MetaField       & 18374 & EPrints.Repository          & 243699 \\
+    EPrints.XML             & 12486 & EPrints.Database            & 189624 \\
+    EPrints.DataSet         &  7488 & EPrints.DataObj             & 156391 \\
+    EPrints.Utils           &  7220 & EPrints.MetaField.Id        & 155978 \\
+    EPrints.XML.EPC         &  5703 & EPrints.Utils               & 118036 \\
+    EPrints.DataObj         &  5439 & EPrints.XML                 & 107939 \\
+    EPrints.Database        &  3466 & EPrints.MetaField.Multilang &  45312 \\
+    EPrints.Script.Compiled &  3404 & EPrints.Script.Compiler     &  39550
+  \end{tabular}
+  \caption{Die 10 aktivsten Pakete}
+\end{table}
+\end{frame}
+\subsection{Abhängigkeiten}
+\begin{frame}{Abhängigkeitsgraph EPrints}
+\begin{center}
+  \includegraphics[width=0.6\textwidth]{images/Dependency-Graph-EPrints}
+\end{center}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Reduzierter Abhängigkeitsgraph}
+\begin{center}
+  \includegraphics[width=0.65\textwidth]{images/Condensed-Dependency-Graph}
+\end{center}
+\end{frame}
+
+
+\section{Fazit}
+
+\begin{frame}{Fazit}
+\begin{itemize}
+  \item Es wurde ein erstes Monitoringverfahren für Perl-Anwendungen etabliert.
+  \item Die Perl-Data-Bridge wurde das erste Mal \emph{produktiv} eingesetzt.
+  \item Es wurde ein Vergleichstest von EPrints und Kielprints durchgeführt.
+  \item Es wurden häufige Datenbankanfragen in Kielprints festgestellt.
+  \item Es wurden Schwächen in der Architektur sowohl von EPrints und Kielprints erkannt.
+\end{itemize}
+\end{frame}
+
+\end{document}