Panalyse, uma ferramenta de baixo impacto para mediçao de utilizaçao de recursos do sistema operacional linux

Abstract

Resumo: 0 Sistema Operacional (SO) torna disponíveis e controla os recursos de hardware de um sistema computacional para os processos. Os dados de utilização destes recursos são de grande relevância para (i) o desenvolvimento e avaliação de desempenho de aplicações; (ii) o diagnóstico de pontos de contenção; (iii) a caracterização de carga; e (iv) o levantamento de parâmetros para validação de modelos de um sistema. Este trabalho apresenta uma ferramenta chamada panalyser, para medição de utilização de recursos pelos processos no Sistema Operacional GNU/Linux. O panalyser é um monitor que opera em batelada, controlado por eventos e amostragem. A ferramenta fornece dados sobre a utilização de CPU, memória primária e secundária, e classificação e totalização das chamadas de sistema dos processos monitorados. Os processos monitorados podem ser quaisquer processos, exceto o processo initO. O monitoramento de um certo processo permite também a observação de todos os seus descendentes. O panalyser causa baixo impacto no funcionamento e desempenho do SO porque se baseia nas chamadas de sistema ptrace, wait4 e getrusage do Linux, enquanto ferramentas como atsar, ps e top utilizam-se da leitura do pseudo sistema de arquivos /proc que requer mais recursos do SO. Como conseqüência da pouca interferência no funcionamento do sistema, as medições efetuadas com o panalyser apresentam baixa distorção. Além disso, o panalyser é portável para todas as plataformas de hardware suportadas pelo Linux. Um estudo de caso apresenta o uso do panalyser no monitoramento dos recursos do SO utilizados por um servidor Web Apache quando este é submetido a diferentes intensidades de cargas, desde cargas leves até a saturação.

Abstract: The Operating System controls and coordinates the access to the resources of a computer system by the processes. Information regarding resource usage is of great relevance for (i) application development and performance evaluation; (ii) diagnosis of system bottlenecks; (iii) workload characterization; and (iv) the choice of model parameters and validation of system models. This dissertation presents a performance evaluation tool named panalyser, devised for the measurement of resource usage by processes in the GNU/Linux Operating System. Panalyser runs in batch mode and is an event and sample driven monitor. Panalyzer allows for the measurement of CPU utilization, primary and secondary memory utilization, and the accounting and classification of system calls executed by monitored processes. Any processes in the system, except initO, can be monitored, including all or some of the descendants of a given process. Panalyser causes a small overhead on system performance because it is based on ptrace, wait4 and getrusage Linux system calls, whereas tools such as atsar, ps and top read the pseudo-file system /proc, which is a more expensive operation. As a consequence of the small intrusion, measurements made with panalyser minimize distortion in the results. A case study is presented where an Apache web server is monitored while being driven at differing workload levels, from light load to saturation.