VSS Documentation. Release Lukas Martinelli

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3 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen Definitionen Middleware Architekturstile Sockets Mechanismus Nachteile Berkeley Sockets Java Socket API Multithreaded Server TCP/IP vs UDP/IP Remote Procedure Call Blocking vs Non-Blocking Synchronous Remote Procedure Call Asynchronous Remote Procedure Call Messaging Message Oriented Middleware (MOM) Enterprise Integration Patterns RabbitMQ Remote Method Invocation (RMI) IDL RMI-Architektur RMI Beispiel SOAP Webservices Web Services Description Language (WSDL) SOAP Envelope Apache Tomcat Non-Functional Requirements (NFRs) Performance NFR Performance and Scalability Tactics Quality Attributes (QAs) Deployment Diagramme 37 i

4 8.1 UML Deployment Diagramm UML Komponenten Diagramm MSDN Deployment Patterns Non-Distributed Deployment Distributed Deployment Web Farms Load-balancing Cluster Failover Cluster Performance Testing Gatling UML Aktivitätsdiagramm Akzeptanzkriterien Kapazitätstest Performancetest Scalability Scale Up Scale Out Edge Server Caching HTTP Clustered and Managed Topology Availability Definition Possible Downtime per % Optimale Verfübarkeit Tactics Verfügbarkeit bei verteilten System Redundanz Cold Standby Warm Standby Hot Standby Single Point of Failure (SPOF) API Maintainability API Requirements Service Design Patterns POINT-Test Distributed Control Systems Definition Future Automation System Architecture (FASA) Distributed Scheduling Fault Tolerance System Management FCAPS IT Infrastructure Library (ITIL) ii

5 19.3 Systems Management Patterns Java Management Extensions (JMX) Logging Indices and tables 67 iii

6 iv

7 Inhaltsverzeichnis: Inhaltsverzeichnis 1

8 2 Inhaltsverzeichnis

9 KAPITEL 1 Grundlagen Prüfungsrelevante Themen: VSS-Definitionen Middleware-Begriff Architekturstile einfache Web-Programmierung und Java-Netzwerkklassen 1.1 Definitionen Programm Hat einen Anfang und ein Ende Akzeptiert Input und produziert Output Läuft deterministisch Ist clock-driven System Besteht aus Programmen und Subsystemen Hört evtl. nie auf Azeptiert immer Input Oft dynamisch konfiguriert Kann sich nichtdeterministisch verhalten Ist event-driven Distributed System A distributed system is a collection of independent computers that appears to its users as a single coherent system. 3

10 1.1.4 Transparency Transparency Access Location Migration Relocation Replication Concurrency Failure Description Hide differences in data representation and how a resource is accessed Hide where the resource is located Hide that the resource may move to another location Hide that the resource may be moved to another location while in use Hide that resources is replicated Hide that resource may be shared Hide failure and recovery Dimensionen Verteilte Software Systeme besitzen drei unabhängige Merkmale: Nebenläufigkeit Verteilung Persistenz Message Passing Interface (MPI) Eine Alternative zu Sockets speziell für die Kommunikation im High Performance Computing (HPC) Bereich. 4 Kapitel 1. Grundlagen

11 1.1.7 Message Exchange Pattern (MEP) Ein Template das die Verbindungsart für den Austausch von Nachrichten festlegt. Beispiele sind: Datagram Request-Response Duplex Diese können auch alle noch Connection-Oriented sein in dem man eine Session hält Abstraktionsebene der Verteilung Datenaustausch Sockets (UDP/TCP über IP) File Transfer Shared Database Nachrichtenaustauch Message-Oriented Middleware HTTP GET, POST 1.1. Definitionen 5

12 Remote Procedure Call (RPC) DCE RPC Java RMI, CORBA Web Services, RESTful HTTP 1.2 Middleware Middleware ist infrastrukturelle Software zur Kommunikation zwischen Software-Komponenten und Anwendungen auf verschiedenen Computern Die Middleware erfüllt folgende Funktionen: Dient als Verteilungsplatform die viele Protokolle unterstützt Bietet höheres Abstraktionsniveau Verbirgt Komplexität darunter Gründe für eine Einführung: Interoperabilität Vereinfachung Communication-oriented middleware Stellt ein von der Applikation unabhängiges Protokoll zur Verfügung. Low-level protocols and API (infrastructure) Sockets 6 Kapitel 1. Grundlagen

13 1.2.2 Anwendungsorientierte Middleware Benutzt ein spezifisches Protokoll High-level protocols and API (programming models) CORBA IDL, RMI interfaces WSDL/SOAP Webservices Multi Channel Architecture (MCA) 1.3 Architekturstile Distributed Objects Jedes Objekt ist unabhängig vom Ort und antwortet auf einen Method Call N-Layers Jedes Layer kennt nur das tieferliegende Layer. Ein Request geht durch alle Layers hindurch (Request flow) und wieder zurück (Response flow) Client-Server Der Client sendet einen Request auf den Server und bekommt die Antwort Architekturstile 7

14 Tier Architecture Die Applikationsschichten lassen sich beliebig auf den Server oder Client auslagern. Sowohl Persistenz und die eigentliche Business Logik wird vom Server bereitgestelllt, der Client ist lediglich ein Thin Client. Das lässt sich in der Praxis nicht immer so leicht trennen, deshalb gibt es verschiedenste Variationen Tier Architecture Tier 1 : Clients mit Browser Tier 2: Web Server und Presentation Logic (z.b. HTML Templates) Application Server und Business Logic Tier 3: Database Event Driven Architecture Reagiert auf Ereignisse Peer-to-Peer Systeme Eight Fallacies of Distributed Systems Bemerkung: Nicht prüfungsrelevant The network is reliable Oft ist mit Netzwerk das Internet gemeint. Wenn ein Zugriff auf eine 3rd Party API gemacht wird, ist die Chance gross, dass dieser Service auch offline gehen kann. Latency is zero Server näher zu den Kunden bringen (mit Cloud Availability Zones und CDNs). 8 Kapitel 1. Grundlagen

15 Bandwidth is infinite Die meisten Mobilgeräte haben keine unlimitierte Bandbreite. The network is secure TLS Topology doesn t change There is one administrator Even with applications hosted in your own private datacenter, your applications are likely interacting with systems outside your administrative control. Transport cost is zero Not only is transport cost not zero, it s priced Architekturstile 9

16 10 Kapitel 1. Grundlagen

17 KAPITEL 2 Sockets Socket Programmierung ist im Grunde Low-Level Messaging und ist der Basis Mechanismus für verteilte Aufrufe. Es wird kein Programmierkomfort geboten, es werden lediglich Byteströme auf Programmierebene ausgetauscht. 2.1 Mechanismus Ein Socket ist eine eindeutige Verbindung zwischen eine Client (IP + Port) und einem Server (IP + Port). Vorsicht: Typische Fehler: Mit einem Port zu verbinden, für den kein BIND und LISTEN ausgeführt wurde BIND auf Port machen, der bereits belegt ist Protocol Mismatches (Format stimmt nicht überein, Buffer überläuft) Client Client kennt Hostname und Port für den CONNECT mit dem Server: 1. stellt eine Verbindung her 2. erhält Socket Objekt 3. kommuniziert mit Methoden des Socket Objekts 11

18 2.1.2 Server Server kennt eigenen Port und ist im LISTEN Modus: 1. Wartet bis Client über den Connect Port verbindet 2. akzeptiert Request 3. erzeugt für jeden Request einen neuen Socket (neuer Port) um auf den Request zu antworten 4. Ursprünglicher Connect Sockets ist bereit für weitere Requests 12 Kapitel 2. Sockets

19 2.2 Nachteile Byteströme müssen erstellt und geparst werden Messaging Format muss selbst spezifiziert und implementiert werden Viele fehlende Features die heute Middleware übernimmt (z.b. Synchronization) 2.3 Berkeley Sockets Funktioniert platformübergreifend für alle Sprachen gleich. Primitive Meaning SOCKET Create new communication end point BIND Attach a local address to a socket LISTEN Announce willingness to accept connections ACCEPT Block caller until connection request arrives CONNECT Actively attempt to establish connection SEND Send data over connection RECEIVE Receive data over connection CLOSE Release the connection Message Exchange Pattern (MEP) nicht garantiert Weder die Socket API noch MPI legen das Message Exchange Pattern fest. Dies muss in der Applikation festgelegt werden und muss behandeln können: Wer schreibt wann? Wie geht man mit Buffer Overflows um? Wie wird zwischen Client und Server synchronisiert? 2.4 Java Socket API Die Klasse Socket in Java benutzt standardmässig einen TCP/IP Socket Server Beispiel für einen Single-Threaded Server, welcher die aktuelle Zeit liefert 2.2. Nachteile 13

20 public class TimeServer { public static void main(string args[]) throws Exception { int port = 2342; ServerSocket server = new ServerSocket(port); while(true) { Socket client = server.accept(); try(printwriter out = new PrintWriter(client.getOutputStream(), true)) { Date date = new Date(); out.println(date); } } } } Der Konstruktor des ServerSockets macht implizit einen BIND und LISTEN wenn ihm ein Port übergeben wurde. Mit dem server.accept Call warten wir bis ein Client eine Verbindung eröffnet, um dann einen neuen Socket client zu eröffnen auf dem wir ihm daten zurücksenden können Client Beispiel für den Client der die Zeit vom Server holt public class TimeClient { public static void main(string args[]) throws IOException { String host = "localhost"; int port = 2342; } Socket server = new Socket(host, port); try(bufferedreader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream))) { String date = in.readline(); } Der Client macht lediglich einen CONNECT und schreibt auf den Socket Berkeley Socket Pattern Der Konstruktor in der Java Socket API macht vieles implizit (zum Beispiel den CONNECT oder BIND). Es wäre besser die Berkely Sockets nicht zu abstrahieren sondern direkt explizit connect() und listen() Methoden zu verwenden UDP und Multicast DatagramSocket für UDP MulticastSocket für Multicasts mit UDP 2.5 Multithreaded Server 2.6 TCP/IP vs UDP/IP Connection-Oriented vs Connection-Less 14 Kapitel 2. Sockets

21 QoS Unterschiede Sequencing: Wird die Paketreihenfolge sichergestellt? Packet loss: Werden Pakete erneut übertragen? Broadcast und Multicast möglich Bemerkung: Can one program listen to and accept connections on multiple ports? Bemerkung: How can multiple clients connect to the same server without blocking the port? 2.6. TCP/IP vs UDP/IP 15

22 16 Kapitel 2. Sockets

23 KAPITEL 3 Remote Procedure Call Es gibt zwei Designdimensionen: lokaler Aufruf: Kommunikation mit nächsttieferer lokaler Schicht ** remote Aufruf:** Kommunikation mit derselben Schicht auf entferntem Rechner 3.1 Blocking vs Non-Blocking Blockiert ein Programm (beispielsweise der accept() Call beim Java Socket API) so muss dies unbedingt dokumentiert werden. Bringt ausserdem viele Fehlermöglichkeiten mit sich. Bei blockierenden Methoden deshalb immer ein Timeout setzen. Blocking API Call Ja Situationsbedingt Non-blocking API Call Selten Ja 3.2 Synchronous Remote Procedure Call 3.3 Asynchronous Remote Procedure Call 17

24 18 Kapitel 3. Remote Procedure Call

25 KAPITEL 4 Messaging Queue-basiertes Messaging gestattet die flexible und lose Kopplung unterschiedlichster Systeme: Auf unterschiedlichen Plattformen In unterschiedlichen Programmiersprachen Mit völlig unterschiedlichen Message-Formaten (Text, Byte, Objekt). Messaging wird heute vielfach als einfacherer Ansatz für die Integration unterschiedlicher Systeme eingesetzt mit den Merkmalen: Einfachheit Lose Kopplung Erweiterbarkeit Skalierbarkeit Fehlertoleranz Die APIs sind einfach zu benutzen, es müssen aber viele Designentscheidungen getroffen werden: Message intent (command vs. data) Returning a response (request-reply) Huge amounts of data (sequencing) Slow messages (message expiration) QoS (guaranteed delivery, transactionality, idempotency) 19

26 4.1 Message Oriented Middleware (MOM) Message Queing Model Mit dem Message-Queuing Model enkoppelt man den Empfänger von der Zeitdimension. Er kann selbst wählen, wie er die Nachricht empfangen will. Der Sender kann auch eine lokale Queue verwenden um beispielsweise momentane Übertragungsprobleme auszugleichen oder inkommende Nachrichten zu puffern. 20 Kapitel 4. Messaging

27 4.1. Message Oriented Middleware (MOM) 21

28 4.1.2 Architekturen Pipes-and-Filter Chaining Hub-and-Spoke Architecture 22 Kapitel 4. Messaging

29 Einige Provider Implementationen: * Apache ActiveMQ * Redis * JBoss * RabbitMQ * WebSphere MQ Terminologie Client An application or process that produces and/or receives messages. Producer/Publisher A JMS client that creates and sends messages. Consumer/Subscriber A JMS client that receives messages. Message An object that contains the data being transferred between JMS clients. Queue A staging area that contains messages that have been sent and are waiting to be read (by only one consumer). Note that, contrary to what the name queue suggests, messages don t have to be delivered in the order sent. A JMS queue only guarantees that each message is processed only once. Topic A distribution mechanism for publishing messages that are delivered to multiple subscribers Channel Types Point-to-Point Channel How can the caller be sure that exactly one receiver will receive the document or perform the call? Messages werden zu einem spezifischen Consumer gerouted, der eine Queue für die Messages verwaltet. Jede Message geht an eine spezifische Queue. Publish-Subscribe Channel How can the sender broadcast an event to all interested receivers? Messages werden an ein spezielles Topic gesendet. Subscriber können alle Messages zu einem Topic abonnieren. Der Publisher muss die Consumer nicht kennen Message Oriented Middleware (MOM) 23

30 4.1.6 Quality of Service (QoS) Settings Attribute Transport Type FIFO delivery Message length Setup retry count Delivery retries Description Transport Protokoll für die Übertragung Messages werden in der Reihenfolge zugestellt, in der sie gesendet wurden Maximale Länge einer Nachricht Maximale Anzahl Versuche um die Remote Queue zu erreichen Maximale Anzahl Versuche um eine Nachricht in die Queue zu speichern Persistenz Nicht-Persistent Vorteil dieses Modus ist der geringe Overhead. Die Nachrichten werden nicht gelogged oder gespeichert. Falls ein JMS Provider ausfällt, kann eine solche Meldung verloren gehen. Persistent Instruiert den JMS Provider, dass dieser sich darum kümmern muss, dass die Nachrichten nicht verloren gehen. Der JMS Provider muss solche Nachrichten auch garantiert maximal einmal abliefern. Eine Nachricht kann also verloren gehen, darf dann aber garantiert nur einmal abgeliefert werden. Ein JMS Provider muss eine PERSISTENT Message einmal-und-nur-einmal abliefern. Dadurch wird die Performance verschlechtert Message-Struktur Header Er enthält Informationen für das Routing und die Identifikation oder auch QoS Settings. Ein MOM-Provider normiert seine Message Header. Properties (optional) Informationen, mit deren Hilfe ein Consumer Nachrichten filtern oder weiterrouten kann (Erweiterungen des Standard- Headers). Body Enthält die auszutauschenden Nutzdaten (Text, Objekte, Binärdaten). 24 Kapitel 4. Messaging

31 4.1.9 Ablauf Create the sender creates the message and populates it with data. Send the sender adds the message to a channel. Deliver the messaging system moves the message from the sender s computer to the receiver s computer, making it available to the receiver. Receive the receiver reads the message from the channel. Process the receiver extracts the data from the message. 4.2 Enterprise Integration Patterns Polling Consumer Blocking Receive-Call (optionaler Timeout) Event-driven Consumer Request Handler Pattern 4.2. Enterprise Integration Patterns 25

32 4.2.3 Guaranteed Delivery Pattern 4.3 RabbitMQ TODO 26 Kapitel 4. Messaging

33 KAPITEL 5 Remote Method Invocation (RMI) 5.1 IDL IDL-Begriff, IDL-Beispiele, IDL-Prozess Recurring Design Issues in Remoting: * Wire protocol * Naming/addressing of endpoints * Message Exchange Pattern (MEP) on application level * Request-Reply, One-Way, Long Polling,... * Data formatting (requests, replies) a.k.a. parameter syntax * QoS policies: Um diese Probleme in den Griff zu kriegen, wird ein Vertrag/Interface benötigt, der diese Aspekte definiert Service Contract vs. Service Implementation TODO: 5.2 RMI-Architektur Wird eine Methode auf einem Objekt aufgerufen, wird ein synchroner Aufruf vom Client an den Server gemacht. Der Anwendungsentwickler auf der Client-Seite bleibt der Remote Aufruf verborgen (Proxy Pattern). 27

34 5.2.1 RMI-Registry Remote Objekte können auch referenziert werden, dies muss speziell über einen Namensdienst (RMI-Registry) gehandhabt werden. Diese RMI-Registry wird von der RMI-Referenzschicht zur Verfügung gestellt. RMI stellt ebenfalls einen Mechanismus bereit um ein Remote Object, dass als Parameter an ein anderes Remote Object übergeben wurde, dynamisch nachzuladen. 28 Kapitel 5. Remote Method Invocation (RMI)

35 5.2.2 RMI-Compiler All die Stubs und Skeletons von Hand anzulegen wäre eine zu grosse Handarbeit. Deshalb wird RMI-IDL (als Interface Sprache) benutzt. Mithilfe des RMI-Compiler kann man dann vom RMI-IDL automatisch Proxies und Stubs erzeugen. In neuen Java Versionen kann dies auch dynamisch zur Laufzeit mithilfe von Introspection passieren Stub Ein Stub ist ein Stellvertreterobjekt (Remote Proxy), das Clientaufruf an Server weiterreicht. Die Stub-Klasse baut Socket-Verbindung zu Server auf (CONNECT). Sie schickt Namen der Methode und Parameter und holt das Ergebnis ab Skeleton Ein Skeleton nimmt Aufrufe des Stubs entgegen und leitet sie an Serverobjekt weiter. Erzeugt Socket auf demselben Port wie Stub (BIND/LISTEN/ACCEPT), wartet auf den Methoden-aufruf vom client und delegiert diesen an das Objekt. Der Rückgabewert wird dann über die Socketverbindung an Client zurück gesendet Deployment Die RMI-Registry wurde sowohl vom Client, als auch vom Server verwendet. Um diese bereitzustellen, wird ein Infrastruktur Server benötigt. Wer started die RMI-Registry? Die RMI-Registry muss separat auf dem Infrastruktur Server gestartet und verwaltet werden Kritik Es ist nicht immer klar, dass es sich um Remote Zugriffe handelt (Timeout Management) Client und Server sind stark gekoppelt (Objekt Serialisierung ist starker Vertrag) Binäres Protokoll (Kompabilität benötigt, gleiche Java Version auf Client und Server) Referenzen müssen gemanagt werden (Remote Garbage collection) Wird oft von der Firewall geblocket, da es sich um ein eigenes Protokoll handelt. 5.3 RMI Beispiel Es muss ein Interface für die Remote-Methoden erstellt werden, dass sowohl dem Client, als auch dem Server bekannt ist import java.rmi.remote; import java.rmi.remoteexception; public interface Hello extends Remote { String sayhello() throws RemoteException; } 5.3. RMI Beispiel 29

36 Der Server implementiert nun dieses Interface import java.rmi.remoteexception; import java.rmi.server.unicastremoteobject; public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello { public HelloImpl() throws RemoteException { super(); } public String sayhello() throws RemoteException { return "Hello World!"; } } Nun muss ein Remote Object der Implementierung erzeugt und bei der RMI-Registry angemeldet werden. import java.rmi.naming; public class HelloServer { public static void main(string args[]) { try { HelloImpl obj = new HelloImpl(); Naming.rebind("rmi://[hn]/remoteHello", obj); } catch (Exception e) {... } } } Zuerst muss das Remote Object von der RMI-Registry abgeholt werden. Danach können wir auf dem Interface alle definierten Methoden aufrufen import java.rmi.*; public class RmiClient { public static void main(string[] args) { try { Hello obj =(Hello)Naming.lookup("rmi://[hn]/remoteHello"); String message = obj.sayhello(); System.out.println(message); } catch (Exception e) {... } } } Call-by-Value Es werden Kopien der Objekte zwischen Client und Server verschickt, dazu müssen die Parameter-Klassen serialisierbar sein. Vorteil: sie Anzahl der remote Zugriffe ist reduziert Nachteil: Änderungen von entfernten Objekten sind so nicht möglich Call-by-Reference Referenz auf das Parameter-Objekt wird an den Server übertragen, dazu muss die Parameter-Klasse ebenfalls ein RMI-Object sein (sie muss also ein Remote-Interface haben und von UnicastRemoteObject ableiten). Vorteil: Server kann übergebene Client-Objekte auf Client ändern Nachteil: Remote-Zugriffe sind teuer 30 Kapitel 5. Remote Method Invocation (RMI)

37 5.3.3 Objekt Serialisierung Um die Java Objekte zu übertragen, müssen sie zuerst serialisiert werden. Bei der Serialisierung werden die Objekte in einen flachen, geordneten Bytestream geschrieben. Um in Java ein Klasse serialisierbar zu machen, muss das Objekt mit dem Marker Interface java.io.serializable ausgezeichnet werden public class Person implements Serializable { private static final long serialversionuid = 1L; private String name; private String place; private int year; Person(String aname, String aplace, int ayear) { name = aname; place = aplace; year = ayear; } } Die serialversionuid ist die Versionsnummer einer Klasse. Wird ein Objekt deserialisiert, werden die serialversionuid des Codes und des Objekts verglichen. Stimmen diese nicht überein wird eine InvalidClassException auftreten RMI Beispiel 31

38 32 Kapitel 5. Remote Method Invocation (RMI)

39 KAPITEL 6 SOAP Webservices Basiert auf den Grundsätzen von RPC. Web Services, SOAP, WSDL; Apache Tomcat 6.1 Web Services Description Language (WSDL) WSDL ist ein XML Format mit dem RPC beschrieben werden können. Es handelt sich also eigentlich um eine IDL in XML. WSDL schreibt man heutzutage nicht mehr von Hand, sondern wird mit Contract Generation automatisch generiert (wsimport für Java oder svcutil für.net). Diese Tools können auch direkt Proxies, Skeletons und Stubs für ein Schema generieren. 33

40 6.1.1 Terminologie Service Endpoint Binding Interface Operation Types Serialization Interoperabilität ist nicht gewährleistet. Ein.NET Client kann zum Beispiel keine Java HashMap deserialisieren. Es können verschiedene Implementation für die Serialiserung in Java benutzt werden: JAXB Implementation: In der JDK integriert 3rd Party Java-to-XML Mapper Castor OX Kritik XML ist sehr verbose und deshalb nicht so gut lesbar WSDL ist eine komplexe Sprache mit einer hohen Lernkurve XML und XSD komplex Tools können viele dieser Pain Points abnehmen. 6.2 SOAP Envelope <?xml version="1.0"?> <soap:envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope" soap:encodingstyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding"> <soap:header> <m:trans xmlns:m="http://www.w3schools.com/transaction/" soap:mustunderstand="1">234</m:trans> </soap:header> <soap:body> <m:getprice xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices"> <m:item>apples</m:item> </m:getprice> </soap:body> </soap:envelope> 6.3 Apache Tomcat 34 Kapitel 6. SOAP Webservices

41 KAPITEL 7 Non-Functional Requirements (NFRs) Availability Compliance Maintainability Performance Response time, latency; throughput A.k.a. completion time, service time,... Privacy Recovery Resilience, Fault Tolerance, Robustness Scalability Throughput Usability, User-Friendliness 7.1 Performance NFR Gefahr: TODO 7.2 Performance and Scalability Tactics Optimize repeated processing Reduce contention via replication Prioritize processing Consolidate related workload Distribute processing over time Minimize the use of shared resources Reuse resources and results 35

42 Partition and parallelize Scale up or scale out Degrade gracefully Use asynchronous processing Relax transactional consistency Make design compromises Gefahr: TODO 7.3 Quality Attributes (QAs) QA Accuracy: orders must not be lost, resource reservations must be undone QA Efficiency (performance): sub-second response times specified QA Interoperability: multiple platforms to be supported QA Modifiability: skills for selected technologies must be available locally 36 Kapitel 7. Non-Functional Requirements (NFRs)

43 KAPITEL 8 Deployment Diagramme 8.1 UML Deployment Diagramm Hardware, Prozessoren und Runtimes (z.b. JVM) werden als Nodes dargestellt. Artefakte werden Nodes zugewiesen um den Deployment Status des Systems zu modellieren. 8.2 UML Komponenten Diagramm 37

44 38 Kapitel 8. Deployment Diagramme

45 KAPITEL 9 MSDN Deployment Patterns 9.1 Non-Distributed Deployment 9.2 Distributed Deployment 39

46 9.3 Web Farms 40 Kapitel 9. MSDN Deployment Patterns

47 9.4 Load-balancing Cluster 9.4. Load-balancing Cluster 41

48 9.5 Failover Cluster 42 Kapitel 9. MSDN Deployment Patterns

49 KAPITEL 10 Performance Testing 10.1 Gatling Gatling ist eine Load Testing Software mit der man Benutzungsszenarien spezifizieren und deren Ausführungszeit messen kann. Um Szenarien zu modellieren eignen sich UML Aktivitätsdiagramme gut. In einer realen Testumgebung kann es gut sein, dass von einem einzelnen Load Generator nicht genügend Usersessions simuliert werden können, um den zu testenden Server voll auszulasten UML Aktivitätsdiagramm 10.3 Akzeptanzkriterien Es empfiehlt sich in jedem Fall für eine Applikation Akzeptanzkriterien zu definieren. Die dabei gewählten Metriken müssen spezifisch, messbar und realistisch sein. Beispiele für Akzeptanzkriterien: Nr Kriterium Metrik K1 Die Webseite soll flüssig bedienbar sein. 95% aller Requests sollen in weniger als 500ms beantwortet werden. Response Time in ms K2 Das erstellen eines Tweets darf in 95% der Fälle nicht länger als 2s dauern Response Time in ms K3 99.9% der Requests müssen ohne Fehler durch den Server beantwortet werden können. no_errors / no_total 10.4 Kapazitätstest Performance sollten an der Kapazitätsgrenze durchgeführt werden. Deshalb muss zuerst evaluiert werden, wieviele Benutzer ein System zur gleichen Zeit benutzen können. Die Kapazitätsgrenze findet man heraus, indem man die Anzahl User hochschraubt, ohne das man die Akzeptanzkriterien verletzt. Diese Kapazitätsgrenze kann nun als Baseline für Performance Tests genommen werden. 43

50 10.5 Performancetest Man kann nun versuchen Performancesteigerung durchzuführen und dann nochmals den Performancetest laufen lässt. Diesen kann man nun mit der Baseline vergleichen. 44 Kapitel 10. Performance Testing

51 KAPITEL 11 Scalability Scalability ist die Fähigkeit: mit steigender Belastung umzugehen ohne die SLAs zu verletzen indem die Anzahl Ressourcen erhöht wird Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Ansätze: Work harder Mehr Power um die Arbeit zu erledigen Work smarter Besser Algorithmen verwenden Get help Parallelismus einführen 11.1 Scale Up Underlying resources that are increased are mainly the resources (CPUs, storage, bandwidth,...) of an individual server Scale Out Underlying resources that are increased are mainly additionally complete servers. 45

52 46 Kapitel 11. Scalability

53 KAPITEL 12 Edge Server Ein Edge Server (Load Balancer) hat eine einzige IP Adresse und verteilt Requests an mehrere andere IP Adressen. Typische Verteilungsmechanismen: Round robin Abwechslungsweise die Last verteilen Last-recently-used Führt zu guter Lastverteilung Workload-based Aufrund von Monitoring Ergebnissen die Auslastung abschätzen und dementsprechend verteilen. 47

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