Im Rahmen dieses Forschungsprojekts werden Methodiken zur Analyse von Performanceproblemen und zur Abschätzung des vorhandenen Optimierungspotentials bei verteilten Systemen erstellt. Das Projekt soll eine Reihe von systematischen Tests zur Verfügung stellen, mit denen es dem Entwickler ermöglicht wird, abhängig vom gegebenen verteilten System, eine zielgerichtete Performance Analyse durchzuführen.

Die erstellten Vorgehensweisen helfen, versteckte Flaschenhälse im System aufzudecken und dessen Optimierungspotential zu ermitteln. Des Weiteren wird der Einfluss der Interprozesskommunikation (IPC) auf das Verhalten des gesamten Systems evaluiert.

Im Rahmen einer systematischen Bearbeitung, wird das Feld der verteilten Systeme gemäß ihrer Architektur aufgeteilt. Es wird zwischen Multiprozessor- und Multicomputersystemen unterschieden.  Darauf folgt abschließend die Überführung und Anwendung der Ergebnisse auf den Bereich der Virtualisierung.

Im Bereich der Multiprozessorsysteme werden die bereits eingeführten Methodiken der Dynamic Performance Stubs angewandt und erweitert, um eine Vielzahl von Untersuchungsmöglichkeiten bereitzustellen. So können CPU Stubs verwendet werden um Synchronisationszeitpunkte und Abhängigkeiten von Prozessen zu identifizieren [2], indem die von einem Prozess erzeugte Rechenlast minimiert wird und somit das maximal mögliche Optimierungspotential des Moduls bestimmt wird. Mit dieser Vorgehensweise können auch bisher versteckte Engpässe des Systems aufgedeckt werden.

Auch die Untersuchung der Verteilung der Prozessorlast soll durch das gezielte Zuweisen von Prozessen an Rechenkerne ermöglicht werden, um damit eine möglichst optimale Lastverteilung in den Multiprozessorsystemen zu erreichen.

Im Bereich der Multicomputersysteme entsteht durch die Kommunikation der einzelnen Computer untereinander eine weitere mögliche Quelle von Performance Problemen. Um die Auswirkungen des Netzwerkverkehrs auf die Leistung des gesamten verteilten Systems zu untersuchen, wird in diesem Teil der Forschung das Konzept der Network Stubs eingeführt. Diese werden verwendet um zusätzlich zu den bereits bekannten Vorgehensweisen die wesentlichen Netzwerkmetriken zu emulieren und somit die Last des Netzwerkes zu simulieren.

Durch die Portierung der gewonnen Erkenntnisse auf Virtualisierungsumgebungen erschließt sich den Dynamic Performance Stubs ein weiterer großer Bereich an Anwendungsmöglichkeiten. Hierbei steht der Einsatz der Methodiken im Bereich der Java Virtual Machine im Fokus.

[1] Peter Trapp and Christian Facchi. Performance Improvement Using Dynamic Performance Stubs. Technical Report 14, Ingolstadt University of Applied Sciences, August 2007.

[2] Peter Trapp, Markus Meyer and Christian Facchi. Using CPU Stubs to Optimize Parallel Processing Tasks: An Application of Dynamic Performance Stubs. In ICSEA ’10: Proceedings of the International Conference on Software Engineering Advances. IEEE Computer Society, 2010.