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Einfluss der Zeitumstellung auf Worker-Kapazität und Effizienz
Purpose
Analyse der Stabilität und Performance von Systemen während einer Zeitumstellung, insbesondere mit Fokus auf Worker-Skalierung und Timing-Konsistenz.
Problemstellung: Zeitumstellungen beeinflussen Zeitstempel und Messungen. Ziel ist, echten Performance-Einfluss von artefaktbedingten Verzerrungen zu trennen.
Ziele:
- Überprüfung der Systemreaktion auf Zeitsprünge (CET → CEST)
- Validierung von Zeitmessungen bei Lauf #35 gegen mögliche Zeitumstellungsartefakte
- Quantifizierung des Effekts eines zusätzlichen aux-workers auf Kapazität und Latenz
Kontext & Hintergrund
Läufe mit aufgezeichneten Zeitreihen zu Performance und Timing-Metriken, inklusive Zeitzonen-Offsets.
Gruppierung:
- Run #34
- Run #35
Trace-Metadaten / zusätzliche Tags:
- epoch_ms
- monotonic_ns
- tz_offset_minutes
- run_id
- step_id
Domänenkontext:
- Zeitsynchronisation in produktionsnahen Workload-Systemen
- Bewertung von Skalierungseffekten auf Worker-Basis
Motivation:
- Korrekte Interpretation von Messdaten trotz Zeitsprung
- Ermittlung des Skalierungseffekts von zusätzlichen aux-workern
Methode / Spezifikation
Übersicht:
- Einführung eines Timing-Sentinels zur Überwachung von Zeitkonsistenz während der DST-Umstellung
- Durchführung eines Single-Parameter-Sweeps mit Variation der aux-worker-Anzahl von 1 auf 2
Algorithmen / Verfahren:
- Erfassen pro Sample: epoch_ms, monotonic_ns, tz_offset_minutes, run_id, step_id
- Validierung: Differenzen aus monotonic_ns ≥ 0; tz_offset_minutes darf einmal springen
- Analyse des Einflusses zusätzlicher aux-worker auf Hotspot- und Restlatenz (retry_tailp99)
Input / Output
Input-Anforderungen
Hardware:
- Multi-core Umgebung mit konfigurierbaren Worker-Slots
Software:
- Logger mit monotonic-time Unterstützung
- Zeitzonen-aware Scheduler
Konfiguration:
- Zeitzone CET/CEST
- aux-worker=1 oder 2
Erwartete Rohdaten
Felder pro Run:
- epoch_ms
- monotonic_ns
- tz_offset_minutes
- run_id
- step_id
Formatbeispiele:
- [1711850400000, 123456789000, 120, 35, 004]
Trace-Daten:
- Format: CSV oder JSON mit Zeitstempeln und Performance-Metriken
- Hinweis: Zeitzonenwechsel muss als Sprung in tz_offset_minutes erkennbar sein
Analyse-Ausgaben
Pro Gruppe / pro Governor:
- retry_tailp99 Hotspot
- retry_tailp99 Rest
- band_width Δ
- Kosten in Slots
Vergleichsausgaben:
- aux-worker=1 vs aux-worker=2
- Δ: −0,4 Prozentpunkte Hotspot Tail
Workflow / Nutzung
Analyse-Workflow:
- Prüfe DST-Konsistenz per Timing-Sentinel
- Verifiziere monotonic_ns Differenzen ≥ 0
- Führe Run unter identischen Parametern außer aux-worker aus
- Berechne Differenzen für retry_tailp99 zwischen Stufen A und B
- Interpretiere Messabweichungen unter Berücksichtigung von Kosten und band_width
Trace-Template-Anforderungen
Ziel: Erkennung und Isolation von Zeitumstellungsartefakten
Erforderliche Tags & Metadaten:
- run_id
- step_id
- monotonic_ns
- tz_offset_minutes
trace-cmd-Setup:
- Monotonic clock aktivieren
- Zeitzonenwechsel simulieren oder protokollieren
Run-Design für Contributors:
- Vergleiche Worker 1 und Worker 2 unter konstantem Setup
Interpretation & erwartete Ergebnisse
Kernbefunde:
- Zeitumstellung beeinflusst Messwerte nicht, wenn monotonic clock konsequent genutzt wird.
- Hotspot-Rückgang um ~0,4 Prozentpunkte bei zusätzlichem aux-worker.
- Restlatenzen und band_width nahezu unverändert.
Implikationen für Experimente:
- Skalierung über zwei Worker hinaus liefert nur marginale Gewinne.
- Zeitumstellung ist als bekannte, aber kontrollierbare Störquelle zu betrachten.
Planungsziel:
- Ziel: Definition eines stabilen Kapazitätspunkts trotz DST-Ereignis
- Vorgehen:
- DST-Sentinel zur Anomalieerkennung nutzen
- Worker-Skalierung schrittweise validieren
- Kapazitätskurven mit Sättigungspunkt identifizieren
Limitationen & Fallstricke
Datenbezogene Limitationen:
- Fehlende Korrektur bei Loggern mit wall time kann negative Δt erzeugen.
- Unvollständige Zeitzonen-Metadaten verfälschen Vergleichbarkeit.
Kausalität & Generalisierbarkeit:
- Ergebnisse gelten nur für diese Worker-Konfiguration.
- Übertragbarkeit auf heterogene Workload-Muster unbestätigt.
Praktische Fallstricke:
- Fehlkonfigurierte Zeitzonen springen mehrfach pro Lauf.
- Nebenläufige Scheduler-Ticks können pseudo-negative Δt maskieren.
Nächste Schritte & Erweiterungen
Geplante Experimente:
- Untersuchung eines dritten aux-workers zur Verifikation der Sättigung
- Test komplexerer Mechanismen (Throttle, Segmente)
Analyseziele:
- Quantitative Modellierung der Worker-Sättigungskurve
- Trennung von Laufzeit- und Energieeinflüssen
Community-Beiträge:
- Bereitstellung eines generischen DST-Sentinel-Skripts für Systemexperimente