Pressemeldungen

Uniserv, Experte für Datenmanagement-Software, stiftet Forschungspreis am KIT

Dissertation zu Online Performance Prediction überzeugt durch fundierten Ansatz und hohe Anwendbarkeit

Pforzheim, 21. Juli 2015 – Die Uniserv GmbH, Experte für Datenmanagement-Lösungen, stiftete am 17. Juli 2015 im Rahmen des Tags der Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erneut den Forschungspreis für Dissertationen auf dem Gebiet „Algorithmen für effiziente Datenverarbeitung“. Preisträger ist Dr.-Ing. Fabian Brosig, den das Auswahlgremium für seine Dissertation „Architecture-Level Software Performance Models for Online Performance Prediction“ auszeichnete. 

Die hohe Modularität moderner Software-Systeme bringt erhebliche Vorteile mit sich: Einzelne Dienste können während der Laufzeit des Gesamtsystems flexibel verändert, entfernt oder hinzugefügt werden, die Verfügbarkeit durch parallel betriebene Systeme gewährleistet und die Performance durch horizontale Skalierung sichergestellt werden. Diese hohe Dynamik stellt IT-Abteilungen vor neue Herausforderungen, denn sie sind verantwortlich, das Gesamtsystem unter Einhaltung der Performance-Anforderungen bei gleichzeitig effizienter Verwaltung der System-Ressourcen zu betreiben. 

Entscheidend dafür ist eine zuverlässige Vorhersage der Performance eines Software-Systems unter verschiedenen Konfigurationen, Auslastungsgraden und –arten im laufenden Betrieb – also „online“. Werkzeuge und Methoden, die nur beim Software-Design zur Anwendung kommen, sind in der Praxis häufig nicht mehr ausreichend.

Dr. Heiko Papenfuß, fachlicher Leiter SaaS Operations bei Uniserv, zur Arbeit des Preisträgers: „Die Tatsache, dass mit der Bereitstellung von Diensten heutzutage oft Service Level Agreements geschlossen werden, die  nicht nur die Verfügbarkeit, sondern auch die Performance betreffen, unterstreicht die Bedeutung dieser Herausforderung noch. Dr. Fabian Brosig leistet zu dieser Problemstellung in seiner Dissertation ‚Architecture-Level Software Performance Models for Online Performance Prediction‘ wegweisende und innovative Beiträge.“

Uniserv, Experte für Datenmanagement-Software, stiftet Forschungspreis am KIT
Uniserv, Experte für Datenmanagement-Software, stiftet Forschungspreis am KIT

In seiner Arbeit schlägt Fabian Brosig Performance-Modelle auf Architektur-Ebene vor, die speziell für die Verwendung zur Performance-Vorhersage zur Laufzeit entworfen sind. Der Detailgrad der Modellierung von Software-Systemen kann dabei von einem Black-Box-Ansatz bis auf die Ebene der Kontrollstrukturen der Software frei gewählt werden. Zur Parametrierung der Modelle können sowohl empirische Daten als auch probabilistische Beschreibungen genutzt werden. Über diese bereits sehr mächtige Konzeption hinaus erlaubt es der Ansatz, das Lastverhalten der Komponenten in Abhängigkeit von Eingabeparametern zu modellieren – ein wesentlicher Aspekt der Performancevorhersage realer Software-Systeme, denn unterschiedliche Arten von Anfragen führen häufig zu stark unterschiedlichem Lastverhalten.

Ein weiterer integraler Bestandteil des Konzepts ist die Ausrichtung des gesamten Ansatzes auf die Selbstadaption von Software-Systemen mit dem Ziel, dass solche Systeme sich kontinuierlich während des Betriebs anpassen können, um die Performance-Anforderungen unter effizienter Verwendung der zur Verfügung stehenden Ressourcen einzuhalten. „Der große Vorteil, hierfür Modelle einzusetzen, besteht darin, dass die Performance-Modelle Informationen für ‚Was wäre wenn‘-Analysen liefern, und damit einen automatisierten Entscheidungsprozess für die Anpassung der Systemkonfiguration möglich machen.“ so Papenfuß. 

Schließlich validierte der Preisträger seinen Ansatz in praktischen Anwendungsszenarien und zeigte dabei, dass durch diesen Effizienzsteigerungen von mehr als 50% ermöglicht werden. Der Vorhersageansatz unterstützt die proaktive Adaption von Systemen, und kann dadurch im Vergleich zu reaktiven Ansätzen, wie sie zurzeit in der Industrie überwiegend verwendet werden, die Anzahl der Verletzungen von Service Level Agreements um bis zu 60% senken. Die Fallstudien und die erzielten Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Konstruktion von Systemen mit Fähigkeiten zur autonomen Performance- und Ressourcenverwaltung ermöglicht wird und dadurch substantielle Senkungen der IT-Kosten erzielt werden können.

Heiko Papenfuß resümiert: „Alles in allem zeichnen sich die von Fabian Brosig in seiner Dissertation erreichten Ergebnisse durch eine beeindruckende Breite und Qualität bei gleichzeitig hoher Anwendbarkeit und Flexibilität aus. Es war Uniserv und mir persönlich daher eine große Freude, Dr. Brosig mit dem Uniserv Forschungspreis ‚Algorithmen für effiziente Datenverarbeitung‘ auszuzeichnen.“