Markus Schade

Transkript

1 2007 Chemnitzer StudentenNetz 1 Diplomverteidigung Using Case-based Reasoning to Control Traffic Consumption Markus Schade (csn@markusschade.com)

2 2007 Chemnitzer StudentenNetz 2 Gliederung Einleitung Algorithmus Planung Regelung Ergebnisse Zusammenfassung

3 2007 Chemnitzer StudentenNetz 3 Einleitung Kontrolle eines begrenzten Datenvolumens Einsatzgebiet: Gemeinsam genutzte Internetverbindung ab 10MBit/s Viele Nutzer (>1000) Nicht für Wohngemeinschaften mit DSL

4 2007 Chemnitzer StudentenNetz 4 Einleitung Ziele Überschreitung durch Reduktion der Bandbreite verhindern Keine Abschaltung des Internetzugangs für einzelne Nutzer Fairness Bestrafung von Power-Usern Einflussnahme auf ein Minimum beschränken

5 2007 Chemnitzer StudentenNetz 5 Einleitung DynShaper Zweiteiliges System Nutzereinordung Globalsteuerung Nutzung von Quality of Service Hierarchical Token Bucket (HTB) im Linux Kernel seit

6 2007 Chemnitzer StudentenNetz 6 Einleitung Nutzereinordnung Erkennung von Nutzungsverhalten Absteigende Sortierung nach gleitendem 14-Tage-Durchschnittsverbrauch Einordnung in vordefinierte Gruppen mit steigender Bandbreite Abgrenzung: Summe des Verbrauchs pro Gruppe gleich

7 2007 Chemnitzer StudentenNetz 7 Einleitung Globalsteuerung Verantwortlich für Einhaltung des Monatskontingents Überwachung des Gesamtverbrauchs Situationsabhängige Anpassung der Gruppenbandbreiten Multiplikator: Bandbreitenfaktor

8 2007 Chemnitzer StudentenNetz 8 Algorithmus Ziele der Diplomarbeit Auslastung des Kontingents verbessern Nutzung von Erfahrungswerten Behebung der Schwächen der bisherigen Regelung

9 2007 Chemnitzer StudentenNetz 9 Algorithmus Fallbasiertes Schließen Problemlösung durch Generalisierung und Adaption von Erfahrungswerten Veränderung der Lösungsstrategie bei Misserfolg hier während der Ausführung Speichern der erfolgreichen Lösung für weitere Verwendung

10 2007 Chemnitzer StudentenNetz 10 Algorithmus Erfahrungswerte

11 2007 Chemnitzer StudentenNetz 11 Algorithmus Erstellen einer Lösungsstrategie Basierend auf den Verbrauchsdaten des Vorjahres (datumskorrigiert) Ziel: Auslastung von 99% 1% Sicherheitsreserve

12 2007 Chemnitzer StudentenNetz 12 Algorithmus Beispiel Ausgangsdaten Vorjahr

13 2007 Chemnitzer StudentenNetz 13 Algorithmus Schritt 1: Lineare Skalierung

14 2007 Chemnitzer StudentenNetz 14 Algorithmus Einfluss Bandbreite

15 2007 Chemnitzer StudentenNetz 15 Algorithmus Schritt 2: Kompensierende Skalierung

16 2007 Chemnitzer StudentenNetz 16 Algorithmus Hybride Skalierung (Mittelwert)

17 2007 Chemnitzer StudentenNetz 17 Algorithmus Bandbreitenfaktor

18 2007 Chemnitzer StudentenNetz 18 Algorithmus Regelung Aktualisiert Verbrauchsplanung Verteilung des Fehlbetrags Anpassung des Bandbreitenfaktors Grundlage: Verhältnis zwischen geplantem und realem Verbrauch Verstärkte Abregelung bei großen Abweichungen (>110%) Präventive Regelung im Unterlastbereich bei steigendem Verbrauch

19 2007 Chemnitzer StudentenNetz 19 Ergebnisse Problemfälle der bisherigen Regelung Dezember Unerwartetes (für Regelung) Absinken des Verbrauchs im letzten Monatsdrittel Januar Plötzlicher Anstieg des Verbrauchs Folge: Überregelung Probleme während der Diplomarbeit

20 2007 Chemnitzer StudentenNetz 20 Ergebnisse Dezember 2006

21 2007 Chemnitzer StudentenNetz 21 Ergebnisse Dezember 2006

22 2007 Chemnitzer StudentenNetz 22 Ergebnisse Januar 2007

23 2007 Chemnitzer StudentenNetz 23 Ergebnisse Januar 2007

24 2007 Chemnitzer StudentenNetz 24 Probleme der Diplomarbeit Oktober Überschreitung

25 2007 Chemnitzer StudentenNetz 25 Probleme der Diplomarbeit November Überschwingen

26 2007 Chemnitzer StudentenNetz 26 Ergebnisse Eckdaten Auslastung November ,2% (Vorjahre: ~89%) Auslastung Dezember ,5% (Vorjahre: ~82%) Auslastung Januar ,3% (Vorjahre: ~84%) Sicherheitsreserve von 1% angerissen Bisheriger Bestwert: 96% (Nov 2004)

27 2007 Chemnitzer StudentenNetz 27 Zusammenfassung Zielstellung erreicht Planung verhindert Überraschungen Nachplanung sichert gute Auslastung Schnelle Anpassung der Bandbreiten in Gefahrensituationen Vorausschauendes Verhalten bei Unterlast

28 2007 Chemnitzer StudentenNetz 28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen?

29 2007 Chemnitzer StudentenNetz 29 Implementierungsdetails Objektorientieres Perl Speicherung aller Werte als Attribute in einer Hashdatenstruktur Diplomarbeit als Kindklasse - my $s=new Dynshaper::Evaluator( Basic ); + my $s=new Dynshaper::Evaluator( Predictive ); Hilfsfunktionen in anderen Klassen Laden/Speichern der Planung Erzeugung von Einträgen

30 2007 Chemnitzer StudentenNetz 30 Ausblick Höhere Robustheit der Regelung HSFC statt HTB zur Latenzverbesserung für VoIP Planung unter Einbeziehung mehrere/aller Vorjahre Abschaltung ;-)