Modélisation, évaluation de performances et dimensionnement du WWW

Modeling, performance analysis and dimensioning of the WWW


Auteur: Nicolas Niclausse
Source: Thèse d'université (Ph.D. thesis) soutenue le 25 juin 1999 à l'Université de Nice Sophia-Antipolis
In French.

Résumé:

Cette thèse porte sur la modélisation du trafic Web et son application à l'évaluation de performances de serveurs Web et cache. L'ambition de ce travail était de fournir un modèle de trafic réaliste, en s'appuyant sur une analyse statistique des traces réelles, mais suffisamment générique et paramétrable pour rester valide avec de nouveaux type d'utilisation (différents serveurs ou versions du protocole). Ceci nous a amené à définir le concept de session, et ainsi à considérer le trafic comme un processus ponctuel marqué, dont les marques sont, entre autres, le nombre de clics et les temps d'attente entre chaque clic. Ensuite nous avons validé le modèle en comparant différentes caractérisations statistiques du trafic issu de celui-ci avec celles du trafic réel. Pour l'évaluation de performances de serveurs, nous avons privilégié une approche expérimentale. Pour cela, nous avons généré du trafic Web (HTTP) avec le modèle proposé, et nous avons ainsi pu comparer les performances des protocoles HTTP/1.0 et 1.1, et également des serveurs Apache et Jigsaw. Dans une deuxième partie, nous avons étudié les politiques de caches Web, à la fois pour les serveurs et pour les clients. Plus précisément, l'étude se focalisait sur les politiques de remplacement des documents dans les caches serveurs et les proxy-cache. Nous avons utilisé une technique de simulation à partir de jeux de données réels. Nous avons proposé et évalué une politique statique pour le cache serveur, et une politique prenant en compte plusieurs critères pour le calcul de la fonction de coût (taille, fréquence, délai réseau, etc.) pour les caches clients.

Mots-clés: Modélisation de trafic, Caches Web, Évaluation de performances, HTTP, Distributions à queue lourde

Abstract:

The objective of this thesis was to model Web traffic and analyze the performance of Web servers and Web caches. We aimed at constructing a realistic model which is robust and flexible enough in order to remain valid in a wide range of utilizations (new protocols or servers). This led us to define a notion of Web sessions, and to consider the traffic as a marked point process, where marks include in particular the number of clicks and the duration elapsed between successive clicks. The validation of the model was done by comparing different statistical properties against those of real traffic. For the performance evaluation of servers, we used an experimental approach. For this, we generated Web traffic with our model. We then used this synthetic traffic to compare the performance of two versions of the HTTP protocol, HTTP/1.0 and HTTP/1.1, as well as the performance of Apache and Jigsaw servers. In a second part, we studied Web caches, both at client (often called proxy-caching) and server sides. More precisely, we focused our work on removal policies for the replacement algorithm of caches. We built a simulator based on the technique of trace driven simulation. We proposed and evaluated a static policy for server cache. For proxy caches, we proposed a policy that takes into account the network latency, the size and the accessed frequencies of the documents as well as the time elapsed since the last referenced to documents in the cache. We compared this policy with other well known policies through several standard metrics.

KeyWords:Traffic Modeling, Web Caches, Performances Evaluation, HTTP, Heavy-Tailed Distributions

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Bibtex:

@PhdThesis{NN-PhD-99,
  author =       {Nicolas Niclausse},
  title =        {Modélisation, évaluation de performances et dimensionnement du World Wide Web},
  school =       {Université de Nice Sophia-Antipolis},
  year =         {1999},
  month =        jun,
  url =          {http://www-sop.inria.fr/mistral/personnel/Nicolas.Niclausse/these.html}
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Nicolas Niclausse, 16 Aug 1999