PDF de programación - Planificación de la Capacidad

Planificación de la
Planificación de la

Capacidad
Capacidad

Néstor Espíndola
Néstor Espíndola

[email protected]
[email protected]

0416--2751684
2751684
0416
Consultor
Consultor

Planificación de la Capacidad
de la Capacidad
Planificación

Planificación de la capacidad es el
proceso de predecir cuándo los niveles
de servicio serán violados como función
de la evolución de la carga de trabajo, así
como la determinación de la forma más
efectiva de demorar dicha saturación

Ejemplo
Ejemplo

Tiempo de
respuesta
(seg)

9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

Nivel de
servicio

50

60

70

80

100

Número de clientes

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Modelamiento de de Procesos
Procesos
Modelamiento

• Herramientas gráficas que permiten describir

(diagramar y documentar): funciones,
operaciones, toma de decisiones, etc., que se
realizan en el proceso.

• Existe un gran número de dichas herramientas,

algunos son:
– Modelo de Ciclos de Negocios
– Modelo de Regulación
– Modelo de Análisis Estructurado (SADT, IDEF0)

Modelamiento del Proceso
del Proceso
Modelamiento

• Recursos Productivos:

los
elementos que son utilizados para el desarrollo del
proceso.

corresponden a

• Configuración del Proceso: corresponde a los
procedimientos, reglas y distribución física de las
operaciones.

• Carga de Trabajo: corresponde a los parámetros que
describen la carga de trabajo, es decir, el tipo,
frecuencia y comportamiento.

• Niveles de Servicio: representa la definición de

aquellos indicadores de calidad del proceso.

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Caracterización de la
Caracterización

de la carga

carga de de trabajo
trabajo

• Es el proceso de particionar la carga de trabajo
global en subconjuntos llamados componentes.
Ejemplos de componentes son:
– Transacciones de clientes, DB u otros,
– Atención a clientes,
– Trabajos con características similares.

• Los componentes de la carga de trabajo están

compuestos de componentes básicos.

Componentes ....
....
Componentes

Componentes

Componentes Básicos

e-mail

Acceso a servidor DB

Solicitud de saldo

- enviar mensaje
- recibir mensaje
- query
- update
- identificación
- acceso a DB
- respuesta solicitud

Parámetros Componentes
Parámetros

Componentes Básicos
Básicos

• Parámetros de Intensidad

– número de mensajes enviados/hora
– número de llegas de clientes/min

• Parámetros de Servicio

– Largo promedio del mensaje
– Tiempo promedio de atención.

Caracterización
Caracterización

• Identificación de los componentes de la

carga de trabajo.

• Identificación de componentes básicos.
• Selección de parámetros.
• Recolección de datos: medidas,

benchmarks y otros.

• Partición de la carga de trabajo: promedios

y clustering.

Alternativas de de obtener
Alternativas

obtener datos
datos

- usa “benchmarks”
y experiencia

- usa medidas,
“benchmarks” y
experiencia

- usa medidas

Recolección de datos

simple

medio

detallado

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Validación
Validación

Model Validation

Actual

W o r k l o a d

Synthetic
Workload

System

measured
response
times

System

measured
response
times

N O

acceptable?
Y E S

Valid Workload Model

Model

Calibration

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Proyección de la
Proyección
Trabajo
Trabajo

de la Carga

Carga de de

Proceso de predecir la intensidad de la carga
de trabajo
Trans. por seg

50

40

30

20

10

0

Queries
Updates

Q1

Q2

Q3

Q4

Metodología
Metodología

• Recopilación de antecedentes (datos,

planes estrategicos, competencia, etc.).

• Uso de metodologías de pronóstico

(regresión lineal, promedios móviles,
ajeste exponencial, etc.) ajustados por
planes estrategicos.

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Modelos de de Predicción
Predicción
Modelos

• Modelos de simulación: permite una alta

representación de los fenómenos, pero son
difíciles de desarrollar.

• Modelos analíticos basados en redes de colas

(Queuing Networks (QNs))
– eficientes
– permiten un rápido análisis de un gran número

de escenarios

– buenos para fines de identificación de tradeoffs

Precisión de de loslos Modelos
Modelos
Precisión

• modelos generales
• poco esfuerzo en
manejo de datos

-

• modelo de detalles
• intensivo en uso de datos

Precisión de los modelos

Baja

Alta

Ejemplo de de Predicción
Predicción
Ejemplo

LAN Segment 1

. . .

R

router

FDDI ring

LAN segment 2

R

router

. . .

Factores queque afectan
Factores

afectan el el desempeño
desempeño

• Estaciones de trabajo (clientes)
• Servidores
• Medios de comunicación
• Protocolos
• Mecanismos de interconexión

(routers and gateways)

Ejemplo ....
....
Ejemplo

E 1

inter-
connection
between
s e g m e n t s

E 2

B 1

F

B 2

R 1

C 1

D B
server 1

D 1

D 2

D B
server 2

R 2

C 2

Tiempos de de Respuestas
Respuestas
Tiempos

4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0

50

60

80

Numero de Clientes

e
d
o
p
m
e
T

i

a
t
s
e
u
p
s
e
R

)
c
e
s
(

Metodología

Modelamiento del Proceso

Desarrollo Modelo de Costos

Caracterización Carga de Trabajo

Modelo
Costos

Modelo de

Carga Trabajo

Validación y Calibración

Proyección Carga de Trabajo

Predicción de Costos

Predicción de Desempeño

Análisis de Costo/Desempeño

Plan de

configuración

Plan de
inversión

Plan de
Personal

Modelo de
desempeño

Validar
Modelo

Modelo de de Costos
Costos
Modelo

• Pocas empresas cuantifican los costos de
provisión de servicio. Ejemplo, en EE. UU.
menos del 5% cuantifican costos de PC y
LAN.

• Algunos costos escondidos en los procesos

– administración y control gerencial
– entrenamiento contínuo
– mantención y upgrades de hardware y software
– costos de personal indirecto

Algunos Costos
Costos
Algunos

• El costo de upgrades de software y hardware

es 10% del precio de compra anual.

• Un administrador de LAN varía entre US$500

y US$700 por cliente de WS/mes.

• Costos de entrenamiento varían entre

US$1,500 y US$3,000 por técnico al año.

• 40% de los costos de personal corresponden
a administración, 40% en desarrollo y 20% en
otros aspectos.

Ejemplo
Ejemplo

CasoCaso de Telemarketing
de Telemarketing

Ejemplo ....
....
Ejemplo

• Consumidores ordenan los productos

mediante el uso de un catálogo.

• Las ordenes son realizadas mediante el

teléfono usando tarjeta de crédito.

• 30,000 ordenes son recibidas al día.
• Las llamadas son colocadas en hold hasta

que un asistente está disponible.

Respuesta Buscada
Buscada
Respuesta

Cuántos vendedores son necesarios
para garantizar que una llamada que
entra no espere más de 5 segundos
en promedio?

Ejemplo ....
....
Ejemplo

DB server

LAN

Ejemplo ......
Ejemplo

• m (a ser determinado) estaciones

de trabajo y un servidor SQL.

• LAN Ethernet (10 Mbps)
• SQL server: una CPU y un disco.

Modelo Jerárquico
Jerárquico
Modelo

Modelo de usuario

1

m

Xc (k) k=0, ..., m

Modelo C/S

Tiempo de
espera
promedio
por
llamada

tasa de
llegada de
llamadas

Parámetros de
aplicación,
servidor y
LAN

Modelo de de Usuarios
Usuarios
Modelo

l

l

l

l

l

0

1

2

. . .

m

. . .

k

. . .

Xc (1) Xc (2)

Xc (m)

Xc (m) Xc (m)

k = número de llamadas en el sistema

Modelo de de Usuarios
Modelo

Usuarios ......

l

• Cálculo de tasa de llamadas promedio l:

• 30,000 llamadas/día
• 12 horas de operación día
• tráfico balanceado durante el día:

.30

=l

000
12

llamadas
600

.3

/

dia

=

69.0

llamadas

/

sec


·

Modelo de de Usuario
Modelo

Usuario ......
l
l

l

l

0

1

2

. . .

m

Xc (1) Xc (2)

Xc (m)

l
. . .
. . .
Xc (m) Xc (m)

k

• Solución:

p k
( )

=

0
( )

P

k

1

=

i

0

l
Xc i
(

+

1

)

X j
( )

c

=

X m j m

(

)

c

=

W N
w

=

/

l

l1
( /
)

w
P
k

=
=

P
j

m
=
0
+P k m

j

w
kP
k

k

=
1
k = 0
k > 0


-
"
‡
¥


Modelo Cliente/Servidor
Cliente/Servidor
Modelo

• Si la utilización de la red LAN es muy baja,

se puede considerar como un mecanismo
de demora (e.g., alto ancho de banda).

• Si la utilización es mayor que el 20%, se

puede modelar como un mecanismo
dependiente de la carga.

• Los elementos internos (routers) se

deberían modelar como demoras
(segundos/paquete).

Modelo Cliente/Servidor
Cliente/Servidor
Modelo

Transacciones terminadas

Cliente

LAN

c