Verificación formal de un modelo de simulación DEVS de una aplicación Storm

• Alonso Inostrosa-Psijas ^[1] ; Mauricio Oyarzún-Silva ^[1] ; Fernando Medina-Quispe ^[1] ; Francisco García-Barrera ^[1] ; Roberto Solar-Gallardo ^[2]
  1. [1] Universidad Arturo Prat

     Universidad Arturo Prat

     Iquique, Chile

     
  2. [2] Universidad de Santiago de Chile

     Universidad de Santiago de Chile

     Santiago, Chile

     
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 27, Nº. 4, 2019, págs. 682-695
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Formal verification of a DEVS simulation model of a Storm application
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  • español

    Las plataformas de procesamiento de permiten la manipulación y análisis de datos en tiempo real. Un sistema reconocido para este propósito es la llamada plataforma Storm, que es un sistema para computación distribuida, de código abierto, escalable, rápido y tolerante a fallos. La plataforma Storm puede ser desplegada sobre sobre un gran número de procesadores. Sin embargo, la determinación del número apropiado de procesadores que son necesarios para ejecutar adecuadamente aplicaciones de software para Storm no es una tarea fácil ni simple, especialmente si la aplicación está diseñada para ser usada por un gran número de usuarios. Una forma de resolver este problema es mediante un modelo de simulación que permita evaluar su rendimiento usando diferentes escenarios de cargas de trabajo. En este artículo, se presenta un modelo de simulación de una aplicación Storm usando el formalismo DEVS, posteriormente se define un modelo equivalente usando Autómatas Temporizados (AT). Mediante un proceso denominado "bisimulación" se comprueba que ambos modelos sean efectivamente equivalentes. Finalmente, el modelo descrito usando AT es verificado formalmente evaluando sus propiedades, demostrando que el modelo de simulación posee el mismo comportamiento que la aplicación real.

  • English

    Streamprocessing platforms allow processing and analyzing realtime data. A recognized system for this purpose is the so-called Storm platform, an open-source system for distributed computing, which is a scalable, fast and, fault-tolerant. The Storm platform may be deployed on a large number of processors. However, determining the proper number of processors that are suitable to execute a given Storm based software application is a challenging task, especially if the application is intended to serve a very large user community. One way of solving this is by employing a simulation model that allows the evaluation of its performance under different workload scenarios. In this paper, a simulation model of a Storm application using the DEVS formalism is presented, then, an equivalent model is described using Timed Automata (TA). Throughout a procedure called "Bisimulation", it is checked that both models are effectively equivalent. Finally, the model defined using TA is formally verified evaluating its properties, proving that the simulation model has the same behavior as the real applications.