Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major de Telecomunicações. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major em Telecomunicações. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Informática. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Tese de mestrado. Multimédia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Ingeniero Civil en Computación / Los servidores DNS son máquinas que resuelven consultas sobre nombres de dominio y se caracterizan por atender grandes cantidades de pequeñas peticiones que usualmente caben en una única unidad de comunicación en Internet llamada paquete . Para aumentar la cantidad de respuestas, el software encargado de esto explota las máquinas con múltiples procesadores, paralelizando las atenciones, lo cual ha mostrado no generar las ganancias esperadas. Para estudiar este problema se replicó la operación usando núcleos de Sistemas Operativos modernos e intentando leer concurrentemente desde un socket, identificando así los posibles puntos de falla: la implementación de read en la libc, el mecanismo de atención de las llamadas al sistema, o alguna porción de código ejecutado al recibir un paquete desde Internet. Los primeros dos posibles orígenes fueron descartados con pruebas directas mediante la comparación del rendimiento de read al leer desde distintas fuentes y determinando cómo se comporta la atención de las llamadas a sistema, mediante la creación de una de estas con fines de prueba. Así, el estudio se concentra en la tercera posible fuente del problema: el núcleo de Linux. Para estudiar el comportamiento de cómo es recibido un paquete, se investigó cómo fluye la información a través del stack de red desde que ésta arriba al dispositivo. Se descubrió que la información era encolada en estructuras de datos compartidas, requiriendo sincronización, e identificando, por lo tanto, un posible punto de falla. Para corroborarlo, se modificó un núcleo con el fin de determinar cómo la sincronización afectaba en la serialización de los accesos a un socket. Los resultados de las pruebas anteriores ejecutadas sobre el núcleo modificado arrojaron que el esquema de sincronización utilizado no permitía las lecturas concurrentes, por lo que se propuso cambiar el esquema de encolamiento de los paquetes en el socket, introduciendo estructuras que sí permitan la paralelización de read. Para simplificar la situación, el esquema de encolamiento de paquetes fue modelado en una implementación en C en espacio usuario, replicando estructuras y sincronización presentes en el núcleo. Sobre este modelo fue implementada una solución con múltiples colas de recepción de paquetes, creando colas por cada lector concurrente desde el lado de la aplicación. Finalmente, el modelo arrojó que esta solución permite efectivamente paralelizar los accesos, llegando a duplicar el throughput alcanzado actualmente por los sockets en determinadas configuraciones de threads.

This thesis is submitted in partial fullfilment of the requirements for the degree of Master of Science in Computational and Software Techniques in Engineering

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

EL desarrollo de la investigación de la Tesis de “Base de Datos Distribuidos Usando Algoritmos Genéticos Para Optimización de Proceso Transacción en la Web”, ha sido posible llegar a las siguientes conclusiones: Hay deficiencia en el tiempo de procesos de transacción por el procesador del servidor; que actualmente trabajan con algoritmos tradicionales; como la lectura / escritura de datos en el disco magnético en el servidor Web, produciéndose por ejemplo, demora en la cola de espera, demora en tiempo de proceso de transacción, demora en tiempo de respuesta, que ocasionan los denominados cuellos de botella, falta memoria, etcétera. El problema central que se propone está orientado al crecimiento y, evolución del servidor web de una manera económica y escalable que lleva a un rendimiento óptimo. Por consiguiente, existe la necesidad de estudiar los procesos de transacciones del sistema, de tal manera que se aplique otra alternativa como algoritmos genéticos para optimizar el proceso de transacción en el servidor, a fin de así mejorar los procesos del servidor web y, mejorar la atención a los clientes / usuarios. El objetivo es implementar un simulador de transacciones orientando a la toma de decisiones del administrador de transacciones con la aplicación de algoritmos genéticos. Se usará los algoritmos genéticos para determinar que transacción se debe tomar para asignarlo en la cola de procesos. Se asumen ciertas restricciones que el simulador tomará como dadas. Por ejemplo, cada transacción tiene un número constante de recursos que solicitan. Cada recurso tiene una cola que administra y solo se pueden hacer 2 tipos de requerimiento: leer y escribir. La estructura de un cromosoma consta de un grupo de alelos y cada uno corresponde con un recurso solicitado. El administrador de transacciones tomará el requerimiento por el recurso para ponerlo en cola, el que tenga un máximo de cromosoma igual a 1, es decir, cuando encuentre entre el grupo de transacciones la transacción que tenga sus alelos en 1. Se tomará como cromosoma una cadena binaria que será convertida a números enteros. Se ha realizado un análisis de los modelos de transacciones que operan actualmente y se ha extraído tales mecanismos para llevarlo a un proceso de toma de decisiones en función de los algoritmos genéticos. Se ha implementado un simulador prototipo para un sistema de aplicación con algoritmos genéticos, para optimizar el proceso de transacción, antes de procesar los datos, se evaluarán los procesos de transacciones sobre: tiempo de simulación, número de transacciones, tiempo de la transacción, número de recursos, longitud de la cola del recurso, probabilidad de cruzamiento, probabilidad de mutación, transacciones en cola, atendidos, en lectura, en escritura, tiempo consumido, y se consigue los resultados de procesos óptimos; el tiempo de procesamiento de datos mediante el simulador es menor que el tiempo de procesamiento de datos que en el procesador convencional, mejor uso del recurso de la computadora. -- PALABRAS CLAVES: ALGORITMOS GENÉTICOS, BASE DE DATOS DISTRIBUIDOS, GENOMA, INTERCONEXIÓN DE SISTEMAS ABIERTOS, PROTOCOLO DE CONTROL DE TRANSMISIÓN, PROTOCOLO DE INTERNET, SERVIDOR WEB, SISTEMA OPERATIVO, TRANSACCIÓN / -- The development of the investigation of the Thesis of "Distributed Database Using Genetic Algorithms For Optimization of Process Transaction in the Web" that have been allowed to reach the following conclusions: There is deficiency in the time of transaction processes for processor of the server; that they are working with traditional algorithms; as the reading / writing of data in the magnetic disk in server web. For example, it delays in the wait line, it delays in time of transaction process, it delays in time of answer that you/they cause as neck of the bottle, it lacks memory, etc. The central problem that intends is guided to the growth and, evolution of the server web in an economic and scalable way that takes to a good yield. Consequently, the necessity exists of studying the processes transactions of the system, in such a way that another alternative is applied as genetic algorithms to optimize the process of transaction in servant, basing stops to improve processes of the server web and, to improve the attention to the clients / users. The objective is to implement a pretender of transactions guiding the taking of the administrator's of transactions decisions with the application of genetic algorithms. It was used the genetic algorithms to determine that transaction should take to assign it in the line of processes. Certain restrictions are assumed that the pretender took as given. For example, each transaction has a constant number of resources that you/they request. Each resource has a line that he/she administers and alone 2 requirement types can be made: to read and to write. The structure of a chromosome consists of an alelos group and each one corresponds with a requested resource. The administrator of transactions took the requirement for the resource to put it in line, the one that has a maximum of chromosome similar to 1, that is to say, when he finds among the group of transactions the transaction that has his alelos in 1. He took as chromosome a binary chain that will be converted to whole numbers. An analysis of the models of transactions has been made that they operate at the moment and it has been extracted such mechanisms to take it to a process of taking of decisions in function of the genetic algorithms. Pretender prototype has been implemented for system application with genetic algorithms, to optimize the process of transaction, before to process the data processes of transactions will be evaluated of: time of simulation, number of transactions, time of the transaction, number of resources, longitude of the line of the resource, crossover probability, mutation probability, in line, assisted, reading, notarizes, consumed time, and it is gotten the results of good processes; the time of prosecution of data is less than the time of prosecution of data that conventional in the processor, better use of the resource of the computer.-- KEY WORDS: GENETICS ALGORITHMS, BASE OF DISTRIBUTED DATA, GENOMA, INTERCONNECTION OF OPEN SYSTEMS, PROTOCOL OF CONTROL OF TRANSMISSION, PROTOCOL DE INTERNET, SERVER WEB, OPERATING SYSTEM, TRANSACTION,