[論文レビュー] An Interactive Graph-Based Automation Assistant: A Case Study to Manage the GIPSY's Distributed Multi-tier Run-Time System

Sleiman Rabah, Serguei A. Mokhov+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 17, 2012

Software Testing and Debugging Techniques参考文献 13被引用数 9

ひとこと要約

本論文では、GIPSYの分散型でマルチティアの、要求駆動型ランタイムシステムをインタラクティブに視覚的に管理できるグラフベースのGUIツール、Graphical GMT Managerを提示する。ノード、ティア、接続をランタイム編集可能なグラフとしてモデル化することで、異種の分散プログラムの構成、リアルタイム接続制御、動的再構成が簡素化され、コマンドライン管理に比べて使いやすさが著しく向上する。

ABSTRACT

The GIPSY system provides a framework for a distributed multi-tier demand-driven evaluation of heterogeneous programs, in which certain tiers can generate demands, while others can respond to demands to work on them. They are connected through a virtual network that can be flexibly reconfigured at run-time. Although the demand generator components were originally designed specifically for the eductive (demand-driven) evaluation of Lucid intensional programs, the GIPSY's run-time's flexible framework design enables it to perform the execution of various kinds of programs that can be evaluated using the demand-driven computational model. Management of the GISPY networks has become a tedious (although scripted) task that took manual command-line console to do, which does not scale for large experiments. Therefore a new component has been designed and developed to allow users to represent, visualize, and interactively create, configure and seamlessly manage such a network as a graph. Consequently, this work presents a Graphical GMT Manager, an interactive graph-based assistant component for the GIPSY network creation and configuration management. Besides allowing the management of the nodes and tiers (mapped to hosts where store, workers, and generators reside), it lets the user to visually control the network parameters and the interconnection between computational nodes at run-time. In this paper we motivate and present the key features of this newly implemented graph-based component. We give the graph representation details, mapping of the graph nodes to tiers, tier groups, and specific commands. We provide the requirements and design specification of the tool and its implementation. Then we detail and discuss some experimental results.

研究の動機と目的

• コマンドラインインタフェースによる管理の複雑さと人的作業負荷の増大に対処する。
• 分散型でマルチティアの、要求駆動型コンピューティングシステムの構成と監視における使いやすさとスケーラビリティを向上させる。
• グラフベースのインタフェースを通じて、GIPSYネットワークのインタラクティブで視覚的な作成とランタイム管理を可能にする。
• 実行中にノード接続やティア割り当ての動的再構成を可能にする。
• MARFCAT や GIPSY シミュレータといった実世界のアプリケーションとの統合を支援し、より広範な検証を可能にする。

提案手法

• システムは、GIPSYノードとティアをインタラクティブなグラフノードとしてモデル化し、エッジはティア間通信リンクを表す。
• GUIエディタを用いて、ユーザーが視覚的にティアとノードを作成・接続・構成でき、リアルタイムでの状態フィードバックが可能である。
• 各グラフノードは、ランタイム実行用にティア固有のメタデータとコマンドセットを事前に設定している。
• ツールはネットワーク構成の保存/読み込みをサポートし、GMTオペレータを介した動的ティア起動も可能である。
• ランタイム接続は、実行中に更新可能な設定ファイルによって管理され、動的再構成が可能である。
• システムは、すべての操作（管理コマンドを含む）に同一の要求駆動型通信モデルを用いて、GIPSYランタイムフレームワークと統合されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型でマルチティアの、要求駆動型コンピューティングシステムの管理を、より直感的かつスケーラブルにすることは可能か？
• RQ2 視覚的でグラフベースのインタフェースは、複雑なGIPSYネットワークの使いやすさと構成管理にどの程度向上効果をもたらすか？
• RQ3 分散型システムにおいて、ネットワークトポロジーやティア構成のインタラクティブでランタイムでの編集を効果的にサポートできるか？
• RQ4 グラフベースのモデルは、分散コンponentsの動的再構成とリアルタイム監視をどのように支援するか？
• RQ5 MARFCAT のような実世界の長時間稼働型分散アプリケーションにおいて、このようなツールの実用的利点は何か？

主な発見

• Graphical GMT Manager は、GIPSYネットワークのインタラクティブで視覚的な作成とランタイム管理を成功裏に実現し、手動のコマンドライン操作への依存を低減した。
• ツールは実行中に要求サービスティア（DST）の動的割り当てと割り当て解除をサポートし、適応的リソース管理を可能にした。
• システムはGIPSYシミュレータおよびMARFCATアプリケーションを用いて検証され、正しく起動され、構成の読み込みが行われ、リアルタイムでの状態可視化が実現した。
• Javaを用いたため、Windows、Linux、macOS間でクロスプラットフォーム互換性を達成し、広範な展開可能性を確保した。
• グラフベースのモデルは、今後の自動推論、ロードバランシング、プログラム解析のサポートを、グラフ構造解析を通じて可能にする。
• リンクを横断する要求フローを監視するオブザーバーの統合は、ランタイムデバッグと監視のための主要な今後の改善点であると特定された。