E-Business alapfogalmak Elektronikus szolgáltató rendszerek 2005. szeptember, Sopron Gönczy László BME-MIT

Elektronikus szolgáltató rendszerek Miről lesz szó? Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek Mi az E-Business? „The use of information and communication technologies to perform business functions” Több, mint az elektronikus kereskedelem „Business as usual” Keresés, értékelés, logisztika, fizetés, autentikáció, stb. E-Marketplace: Horizontális: egy beszállítói lánc Vertikális: egy iparág Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

E-Business „hamburger” Economics Business intelligence Web-based applications Software engineering Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek E-Marketplace Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

E-Business kategóriák Business-to-Consumer (B2C) cégek és egyéni vásárlók Business-to-Business (B2B) cégek közti folyamatok, beszállítói lánc Consumer-to-Consumer pl. Web aukció, p2p jellegű folyamatok Government-to-Business pl. adófizetés, közbeszerzési eljárások Government-to-Citizens pl. segélyek igénylése, kifizetése Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

B2B modellek VEVŐK ELADÓK Auction Hub Aggregator Content Community dinamikusan változó árképzés közvetítő spec. területen v. folyamatban Auction Hub VEVŐK ELADÓK Aggregator Content Community tartalomszolgáltató (pl. álláskereső) összegyűjti a beérkező kéréseket és az elérhető szolgáltatásokat egyenrangú partnerek (pl. OpenSource fejlesztés) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

B2B modellek csoportosítása a résztvevők száma szerint E-markets Változó terminológia, nincs „szabvány” elnevezés Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

„Sell-Side Hub” elképzelés Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

E-Business referenciamodell Keretrendszer: üzleti folyamatok mennyiségi analízis pl. bevétel/idő Funkcionális modell Üzleti modell Felhasználói modell Erőforrás modell Üzleti nézet Külső metrikák Technológiai nézet Belső metrikák CPU igény Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek Üzleti modell Leírók: üzleti folyamat jellemzői Üzleti modell fajtái online megrendelés online aukció tartalomszolgáltató portál elosztó (disztribútor, pl. félkész terméket árul cégeknek) szolgáltató (pl. bank) kiadványok megjelentetése (publishing), stb. Funkcionális modell Üzleti modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek Funkcionális modell Az üzleti folyamat felbontása részegységekre (top-down technika) A folyamat lépései (activities) megfelelnek a Webes alkalmazás által nyújtott szolgáltatásoknak (oldalak) Lehetővé teszi a navigációs struktúra felírását (melyik oldalról hova lehet eljutni) Funkcionális modell Üzleti modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Online aukció Use-Case diagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek QoS követelmények megbízhatóság, biztonság, skálázhatóság, kapacitás, ár Tipikus kérdések: mennyi vásárlót vesztünk x idő szolgáltatáskiesés esetén mennyivel növeljük a sávszélességet, ha multimédiás tartalom kerül az oldalra mennyi bevételt hoz a rendszer óránként „8 mp” ökölszabály : az átlagos vásárló 8 másodperc várakozás után más szolgáltatást keres A rendszer kiszámíthatósága elsődleges fontosságú! Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

A mennyiségi analízis lépései Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

A mennyiségi analízis lépései Előfeltétel: üzleti folyamat modellje célokkal/metrikákkal 1. Szerver architektúra meghatározása Milyen szerverek vannak, ezek hogyan kapcsolódnak egymáshoz, milyen operációs rendszert használnak, milyen hardveren futnak, mennyire skálázható a rendszer, stb. 2. Teljesítmény mérése Kulcsfontosságú lépés, különböző „referenciapontokban” kell mérni (hálózat különböző pontjai, különböző időszakok) Tranzakciós és szerver log fájlok alapján Napi letöltések átlagos száma, az oldal bevétele egy adott időszakban, csúcsterhelés / átlagos terhelés Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

A mennyiségi analízis lépései 3. Felhasználói viselkedés leírása Vásárlói csoportok elkülönítése (sokat keres az oldalon/keveset vásárol, ritkán nézi az oldalt, de akkor vásárol, csak akciók idején látogatja az oldalt, stb.) Cél: tipikus szekvenciák felismerése, navigációs minták felírása, az egyes műveletek számának/gyakoriságának meghatározása 4. Terhelési profil meghatározása Erőforrás modell paramétereinek meghatározása a felhasználói viselkedés modellje alapján – teljes (aktuális) külső terhelés Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

A mennyiségi analízis lépései 5. Teljesítmény modell felírása Formális modellanalízis pl. sorban állási modellek alapján (Queueing Networks, QN) Cél: olyan modellt alkotni, amivel követni tudjuk a változásokat (a terhelésben vagy az oldal architektúrájában) 6. Teljesítmény mérése Bemenő paraméterek meghatározása a modellalapú vizsgálathoz 7. Terhelés változásának becslése Különleges időszakok terhelése (karácsony, hirdetési kampány, stb.) Forgalom „mintáinak” felírása, löketek (burst) nagysága Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

A mennyiségi analízis lépései 8. Szolgáltatás teljesítményének előzetes becslése a teljesítmény modell és a terhelés előrejelzés alapján keressük a leginkább költséghatékony architektúrát Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói, terhelés és erőforrás modellek Metrikák: - bevétel/idő - válaszidő - áteresztőképesség Felhasználói Terhelés Erőforrás modell modell modell A felhasználói Architektúra és rendszer viselkedésre konfiguráció változásaira vonatkozó kérdések vonatkozó kérdések Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Online aukció Use-Case diagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói, terhelés és erőforrás modellek Felhasználói modell navigációs minták: felhasználhatók a későbbi terhelés előrejelzéséhez (mi történik, ha hirtelen több felhasználó jelenik meg, többet keresnek, stb.) eszköz: Customer Behavior Model Graph (CBMG) , Customer Behavior Model Statechart (CBMS) terhelési paraméterek meghatározása: ha csak a jelenlegi terhelési modell felírása a cél, elég egy kevésbé részletes felírás eszköz: Customer Visit Model (CVM), kevésbé részletes, nem használható előrejelzésre mindig egy session-t vizsgálunk (azonos felhasználótól egy látogatás alatt érkezett kérések sorozata ) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói, terhelés és erőforrás modellek Terhelési modell („Terhelés” előadás) terhelés intenzitása (pl. tranzakciók indításának gyakorisága) egyes szolgáltatások erőforrásigénye (I/O műveletek, CPU használat, hálózati adatátvitel, stb.) Erőforrás modell („Kapacitástervezés” ea.) a konkrét erőforrásokra jutó terhelés hasznos a teljesítmény paramétereinek meghatározásához (válaszidő, áteresztőképesség, stb.) felhasználható előrejelzéshez (mi történik, ha megváltozik a rendszer HW/SW architektúrája, gyorsabb processzort, más operációs rendszert használunk, stb.) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói modell – CBMG Irányított gráf az oldalak közti lehetséges átmenetek és valószínűségeik ábrázolására n csúcs, ahol 1. csúcs: Entry állapot, absztrakt belépési pont, minden felhasználó innen indul ide nem tér vissza n. csúcs: Exit állapot, absztrakt kilépési pont, a folyamat vége (nem mindig ábrázoljuk explicit módon) a többi csúcs megfelel a felhasználó által elérhető szolgáltatásoknak (oldalaknak) élek: az oldalak szerkezete határozza meg a csúcsok közt lehetséges átmeneteket Üzleti modell Funkcionális modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek CBMG meghatározása Statikus CBMG: oldalak és köztük lévő lehetséges átmenetek az oldalak által nyújott szolgáltatások meghatározása (pl. Login, Register, Add Item, Remove Item, Pay, Get Quotes, Download, Subscribe, stb.) a szolgáltatások halmazának finomítása – az infrastruktúrát különböző mértékben terhelő szolgáltatásokra (pl. Download szétválasztása Download Audio, Download Video szolgáltatásokra) lehetséges átmenetek meghatározása – az oldalak megjelenítésének vizsgálatával (linkek, formok, menüpontok, stb.) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói modell: CBMS Customer Behavior Model Statechart UML állapotdiagram Hasonló információt hordoz, mint CBMG, de mindezt szabványos módon jeleníti meg Állapotok: az oldal funkciói (állapotai) Lehetséges átmenetek: rendszer modellje alapján Átmenetekhez valószínűség tartozik (dinamikus viselkedés) meghatározás: „Terhelés” ea. Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói viselkedés állapotdiagram modellje Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói viselkedés vizsgálata Dinamikus CBMG ill. CBMS alapján különböző mérőszámokat határozhatunk meg: Hits/sec: az oldalról letöltött objektumok száma (képek, bannerek is) Page View/Day: adott oldalt hányszor nézték meg Click-throughs: hányan néztek meg egy adott hirdetést Unique Visitors: hány különböző látogató volt egy adott időszakban Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói viselkedés vizsgálata További mérőszámok (felhasználói modell és egyéb statisztikák alapján): Revenue Throughput: az oldal által elért átlagos bevétel Potential Loss Throughput: mennyibe kerül a szolgáltatás kiesése egy adott időszakban Visit Ratio: átlagosan hányszor vesznek igénybe egy adott szolgáltatást (egy session alatt) Buy to Visit Ratio: átlagosan hányszor vásárolnak egy session alatt (tényleges eladási tanzakció) Average Session Length: egy session átlagosan hány szolgáltatást vesz igénybe (nem időt mér) mindezen mérőszámok változása, ha a bemenő paraméterek megváltoznak (pl. egyes átmenetek valószínűségei) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói viselkedés vizsgálata Az előbbi példából kinyerhető adatok : Buy to Visit Ratio (BV): Pay állapot előfordulásának várható értéke, k [ P(i,j)] az összes lehetséges Entry-Pay útra (k darab), BV értéke itt 0.058 (5.8 %) Végrehajtott eladási tranzakciók száma: ha naponta 100000 látogató (session) van, akkor átlagosan 100000*0.058=5800 Átlagos session hossz (average session length): az állapotok átlagos előfordulásainak összege, itt. 7.998 (Exit és Entry állapotok előfordulási gyakorisága mindig 1, itt nem számítanak) mindezen adatok kiszámolhatóak más átmeneti valószínűségek esetén is (pl. ha megnő a keresés után vásárlók száma) Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Customer Visit Model (CVM) CVM: különböző típusú felhasználók viselkedését jellemző vektorok (melyik állapotban hányszor járt) A felhasználók csoportosítása cluster technikákkal történik, ld. „Terhelés” ea. Nem jelzi az egyes állapotok közti átmenetek gyakoriságát, nem jó előrejelzésre    Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek Session azonosítás Cookie-k használatával szerver generál egy ID-t, amit a kliens minden kéréssel elküld, az kliens mellett az alkalmazás állapotát is tárolhatja (pl. bevásárlókocsi) Autentikációs mechanizmusok, rejtett mezők HTML oldalak formjaiban, dinamikus URL-ek, stb. Szerver logok alapján, várakozási küszöbérték (threshold) használatával ha ennél hosszabb a szünet két kérés (request) elküldése közt, akkor két külön session, bővebben „Terhelés” ea. Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Client/Server Interaction Server-Oriented C/S Interaction: a kliens egy szerver folyamattal kommunikál, ami megvalósít bizonyos szolgáltatásokat, a kliens egy szerver csonkkal (stub) kommunikál, a szerver tárolja az adatokat Remote Procedure Call jellegű folyamatok Object-Oriented C/S Interaction: a szolgáltatást objektumok valósítják meg, a kliens ezeknek a metódusaival kommunikál, adat az objektumoknál Object Broker jellegű rendszerek (mint CORBA) átlátszó, de lassabb Általános modell: szerver: szoftver entitás, amely a kliens kéréseit kiszolgálja Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

C/S Interaction Sequence Diagram (CSISD) Szekvenciadiagramok minden lehetséges esetre Objektumok: kliens és a különböző szerverek (erőforrások) Nyilak: üzenetküldés Üzenetek: [p, m] párok, ahol p az üzenet küldésének valószínűsége, m a mérete (byte) pl. [0.05, reject_message]: 5% valószínűséggel reject_message méretű üzenetet küldünk Minden lehetséges végrehajtási szekvencia kliensből indul ki és kliensben végződik CSID: C/S Interaction Diagram a szekvenciák összessége Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek CSISD példa 1. Kliens kér valamilyen adatot a Web szervertől, 3 lefutási lehetőség 1. eset: A Web szerver túlterhelt: elutasítja a kérést Kliens Web szerver [1.0, request_message] [0.05, reject_message] Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek CSID példa 2. 2. eset: A Web szerver továbbküldi a kérést valamilyen alkalmazásnak (alk. szerver), az alkalmazás cache-ből visszaadja az adatot Kliens Web szerver Alkalmazás szerver [1, request_message] [0.95, request_data] [0.2, return_data] [1.0, reply_message] Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek CSID példa 3. 3. eset: A Web szerver továbbküldi a kérést, az alkalmazás lekérdezést hajt végre az adatbázisszerveren, majd visszaadja az adatot Kliens Web szerver Alkalmazás Adatbázis szerver szerver [1, request_message] [0.95, request_data] [0.8, query_message] [1.0, query_answer] [1.0, return_data] [1.0, reply_message] Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek CSISD elemzése CSISD alapján megválaszolható kérdések: mennyi a lokális hálózat forgalma, ha minden szerver ugyanazon a LAN-on van?  (p*m) minden szerverek közti üzenetre Mi történik, ha a Web szervert leválasztjuk? (Web szerver:LAN1, többi LAN2) (Szerver oldali) hálózati késleltetés meghatározása sávszélesség és üzentméret alapján Milyen lesz a teljesítmény, ha minden szerver ugyanazon a gépen fut? Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

E-Business rendszerek modellezése Elektronikus szolgáltató rendszerek 2005. szeptember, Sopron Gönczy László BME-MIT

Elektronikus szolgáltató rendszerek A modellek kapcsolata Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Erőforrás szintű terhelés meghatározása R: adott erőforrás F: funkciók halmaza E[terhelésR] =|F|(gyakoriságF*E[terhelésF,R]) közgazdasági (nem inf.) mérték informatikai (műszaki) mérték Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Rendszer modell meghatározása Használati esetek: Use-Case diagram Forgatókönyvek: szekvenciák UML alapú tervezés Összesített állapot diagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Online könyvesbolt Use-Case diagramja Online könyvkereskedés Könyv böngészése Általános információk Bejelentkezés Regisztráció Fizetés Bevásárlókocsi Keresés Vásárló Web Szerver Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

„Könyv böngészése” Use-Case forgatókönyvei W A Kliens "Könyv böngészése" oldal adatokban Könyv adatok lekérése browse reply request return from cache query answer return from database Keresés az D W = Web Szerver A = Alk. Szerver D = Adatbázis Szerver Könyv adatok lekérése Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

„Könyv böngészése” Use-Case forgatókönyvei 2. W W Bevásárlókocsiba kerül a könyv Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

„Könyv böngészése” Use-Case forgatókönyvei 3. W W Másik könyv keresése Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

„Könyv böngészése” Use-Case forgatókönyvei 4. W W Kilépés Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Összesített állapotdiagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Felhasználói viselkedés vizsgálata Várható érték jellegű kérdések Pl. milyen gyakran vásárolnak a „Pay” állapot várható értéke Milyen hosszú egy lekérdezéssorozat úthosszak várható értéke A modellhez rendelhetők valószínűségek becslés mérés szimuláció alapján Funkcionális modell Üzleti modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Várható érték meghatározása Kibővített Use-Case diagram Kibővített szekvenciák Valószínűségek - haszn. esetekhez - forgatókönyvekhez - elágazásokhoz Kibővített állapot diagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Használati esetek súlyozása Use-Case diagram súlyozása minden esethez előfordulási valószínűség Közgazdasági jellegű becslés Mi történik, ha megnő az oldalon böngésző vásárlók aránya? Könyv böngészése Általános információk Bejelentkezés Regisztráció Fizetés Bevásárlókocsi Keresés 0,2 0,15 0,1 0,25 0,05 Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Szekvenciák súlyozása Esetek forgatókönyveinek súlyozása minden forgatókönyvhöz valószínűség A forgatókönyvön belüli elágazások súlyozása minden elágazáshoz valószínűség Eredmény: súlyozott állapotdiagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Súlyozott állapotdiagram Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Várható értékek meghatározása mérés alapján Online: monitorozó eszközök hálózat szerver Offline: Szerver logok elemzése adatbázis web szerver Mérési egység: session egy felhasználótól beérkező összetartozó kérések sorozata A rendszer modell paraméterezése a kapott értékekkel Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Elektronikus szolgáltató rendszerek Session azonosítás Cookie-k használatával szerver generál egy ID-t, amit a kliens minden kéréssel elküld, az kliens mellett az alkalmazás állapotát is tárolhatja (pl. bevásárlókocsi) Autentikációs mechanizmusok, rejtett mezők HTML oldalak formjaiban, dinamikus URL-ek, stb. Szerver logok alapján, várakozási küszöbérték (threshold) használatával ha ennél hosszabb a szünet két kérés (request) elküldése közt, akkor két külön session, bővebben „Terhelés” ea. Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Várható érték szimuláció alapján Szimulációs eszköz: Holosofx Pl. egységnyi költség minden lépéshez várható költség = várható úthossz Pl. egységnyi költség „Pay” állapothoz várható költség =vásárlások várható értéke Szimuláció az analízis későbbi lépéseinél (kapacitástervezés, terhelés becslés) is mérés szórása ~ (mérések száma)½ Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Mérőszámok meghatározása Súlyozott modellek alapján Buy to Visit Ratio: Pay állapot várható értéke Átlagos session hossz állapotok várható értékeinek összege Mindezeket kiegészítjük egyéb (közgazdasági, statisztikai) adatokkal  üzleti metrikák Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Üzleti jelegű metrikák Átlagos bevétel (Average Revenue) Buy to Visit Ratio * Average Amount Átlagos bevétel / idő - üzleti „áteresztőképesség”, Revenue Throughput ( Number of Session * Average Revenue) / Time Adott hosszúságú leállás miatti bevételkiesés Revenue Throughput * Down Time Funkcionális modell Üzleti modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek

Erőforrás jellegű metrikák A funkcionális mérőszámokat kiegészítjük erőforrás felhasználásra vonatkozóakkal Pl. szekvenciadiagram + üzenetméretek hálózati forgalom Pl. állapotdiagram + erőforrások átlagos adatbázis elérés, stb. Üzleti modell Funkcionális modell Felhasználói modell Erőforrás modell Sopron, BME MIT 2005. Elektronikus szolgáltató rendszerek