Moodle Benchmark

Orientador: Dinailton Silva

Participantes: Adriano Mendes Castanheira Milton Ferreira de Azara Filho Paulo Hernandes Castanheira

Moodle Benchmark

• Moodle– Plataforma de EaD gratuita mais utilizada;– Mais de 60 milhões de usuários;– 6 mil instalações no Brasil.

• Expansão da Educação à Distância no Brasil– Investimentos em programas de capacitação do Governo;

Motivação

Analisar o comportamento da plataforma Moodle (aplicação)

Objetivos

Uso de memória RAM

Uso de CPU Tráfego de rede (entrada e saída)

Traçar um padrão de crescimento destes recursos a medida que o número de usuários aumenta.

Servir de base para dimensionamento da implantação de um servidor Moodle

• Benchmark– Executar um conjunto de avaliações sobre determinadas aplicações,

de modo a obter o desempenho relativo de cada uma delas– A partir dos resultados, realizar alguma comparação entre as mesmas

Fundamentação teórica

• Moodle– Acrônimo de Modular Object Oriented Distance Learning – MOODLE –

é um sistema modular de ensino à distância orientado a objetos.– Conhecido por muitos como AVA (Ambiente Virtual de Aprendizagem)– É uma plataforma de aprendizagem usada para facilitar a criação de

cursos de ensino à distância.

Fundamentação teórica

• Apache Jmeter– É uma aplicação desktop gratuita, opensource,

100% desenvolvida em Java;– Projetada para realizar testes de desempenho;– Cria usuários baseados em threads.

• Zabbix– Ferramenta de gerenciamento que monitora

os elementos e serviços de rede;– Coleta dados através de consultas SNMP;– Gera relatórios de uso de memória RAM,

uso de CPU (%) e tráfego de rede.

Fundamentação teórica

Experimento

• Simular usuários interagindo com a plataforma Moodle– Apache Jmeter.

• Realizado em três etapas:1. Configuração do ambiente Moodle;2. Desenvolvimento do script de testes;3. Simulação: planejamento e execução.

Configuração do ambiente Moodle

Notebook com processador Intel Core I5, dois núcleos, 16GB de memória RAM (Jmeter);

Máquina virtual, com 2GB de memória (Zabbix);

Switch Gigabit Ethernet.

Processador AMD Phenom II X4 B97, 500GB de espaço em disco, 4GB de memória para o banco e 6GB para aplicação;

Configuração do ambiente Moodle

• Aplicação Moodle (Ubuntu 12.10) Apache 2.2.22 PHP 5.4.6-1 Moodle 2.5

• Banco Moodle (Ubuntu 12.10) MySql 5.5.32

Todos os serviços com a configuração padrão

• A aplicação foi separada do banco de dados para facilitar a análise dos resultados; Deixando claro qual a carga gerada pela aplicação; Estratégia usada em ambientes mais robustos.

1000 usuários cadastrados e matriculados na sala;Usuário: estudante1, estudante2,..., estudante(n);Senha: 12345678

• Desenvolvido com a ferramenta Jmeter, tem como finalidade simular os usuários interagindo com o sistema– Uso de threads;– Gerenciadores de cache, cookies e cabeçalhos HTTP;– Definição de variáveis locais e globais;– Funções pré-definidas pela ferramenta;– Requisições do tipo HTTP;– Contadores, laços, geradores de atraso, extratores de expressões

regulares, dentre outros.

Desenvolvimento do script de testes

• Executar o script de testes tendo o servidor Moodle como alvo;– Contabilizar as médias e os máximos dos valores obtidos

• Foi alocado 8GB de memória virtual para o Java;

• Tanto o servidor Moodle, quanto o Jmeter foram reiniciados ao fim de cada teste, a fim de liberar recursos;

• Cada teste tem duração entre 30 e 40 minutos;– Tempo de login + interações + logout

Simulação

Simulação

• O tempo de coleta configurado no Zabbix foi de 30 segundos para todos os recursos;

• As informações foram retiradas por meio de consultas à base de dados;

• Desse modo, foi possível traçar um perfil de uso dos recursos, com base nos valores obtidos.

Resultados

• Foram realizados ao todo 13 testes;– Cada um com uma quantidade definida de usuários.

CPU (%) Memória RAM (MB)Tráfego de rede (input/output)

Nº de usuários Média Máx Média Máx Média Máx1 - - - - - -

10 - - - - - -20 - - - - - -30 - - - - - -40 - - - - - -60 - - - - - -80 - - - - - -

100 - - - - - -130 - - - - - -160 - - - - - -200 - - - - - -240 - - - - - -

1000 - - - - - -

Uso de CPU (%)

1 10 20 30 40 60 80 100 130 160 200 240 10000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1; Máx (%); 1.3210; Máx (%); 7.72

20; Máx (%); 15.65

30; Máx (%); 24.3840; Máx (%); 29.2

60; Máx (%); 45.44

80; Máx (%); 63.34

100; Máx (%); 77.88

130; Máx (%); 100160; Máx (%); 100200; Máx (%); 100240; Máx (%); 1001000; Máx (%); 100Uso de CPU (%)Média (%) Máx (%)

Usuários

CPU

(%)

Tende a crescer linearmente até o teste com 130 usuários; 6% a 9% de aumento a cada 10 usuários.

Atingindo o pico com 130 usuários; Aumentando o tempo de resposta as requisições.

Uso de CPU (%)

32:01 33:31

35:01 36:31

38:01 39:31

41:01 42:31

44:01 45:31

47:01 48:31

50:01 51:31

53:01 54:31

56:01 57:31

59:01 00:31

02:01 03:31

05:01 06:31

08:01 09:31

11:01 12:31

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100CPU (%) 1000 usuários CPU (%)

Tempo (mm:ss)

CPU

(%)

340 usuários

Com 340 usuários, o Moodle recusa a maioria das conexões;Abaixando o nível de processamento;

Comprovando a média baixa em relação aos demais testes;

Uso de memória RAM

1 10 20 30 40 60 80 100 130 160 200 240 10000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

1; Máx; 49510; Máx; 69720; Máx; 844

30; Máx; 105140; Máx; 120260; Máx; 1545

80; Máx; 1967100; Máx; 2399

130; Máx; 2954

160; Máx; 3970

200; Máx; 5104240; Máx; 53151000; Máx; 5301

Uso de memória RAM (MB) Média Máx

Usuários

Mem

ória

RA

M (M

B)

259MB são alocados pelo SO; Segue um padrão de crescimento até 200 usuários.

Em média, são atendidos 40 usuários para cada 1GB de memória; Máximo de 5,3GB.

Tráfego de rede - Entrada

1 10 20 30 40 60 80 100 130 160 200 240 10000

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

1; Máx; 0.5210; Máx; 2.17

20; Máx; 3.5730; Máx; 5.09

40; Máx; 6.52

60; Máx; 10.45

80; Máx; 14.08

100; Máx; 16.56

130; Máx; 21.36160; Máx; 21.55200; Máx; 20.28240; Máx; 19.78

1000; Máx; 15.86

Tráfego de rede - Entrada (Mb/s) Média Máx

Usuários

Tráf

ego

(Ent

rada

Mb/

s)

Segue um padrão de crescimento até 130 usuários; 1,5Mb para cada 10 usuários logados;

Máximo de 21,55Mb/s; Estabiliza e depois cai, com 130 usuários ou mais.

Tráfego de rede - Saída

1 10 20 30 40 60 80 100 130 160 200 240 10000

123456

789

1011

12

1; Máx; 0.4610; Máx; 1.11

20; Máx; 1.9230; Máx; 2.77

40; Máx; 3.64

60; Máx; 4.98

80; Máx; 6.67

100; Máx; 10.43130; Máx; 9.95

160; Máx; 10.41200; Máx; 10.64240; Máx; 11.01

1000; Máx; 9.46

Tráfego de rede - Saída (Mb/s) Média Máx

Usuários

Tráf

ego

(Saí

da M

b/s)

50% a 60% do tráfego de entrada; Configuração de cache;

Também tende a estabilizar;

• Observa-se que o "gargalo" ocorreu inicialmente, em termos de processamento; antes mesmo de atingir o pico de memória RAM;

• Logo, com esses recursos de hardware, é possível garantir o atendimento de até 130 usuários simultâneos sem a perda significativa de rendimento;

• Mas, para instalações de maior porte, é aconselhável o uso de equipamentos mais robustos (sobretudo, com maior capacidade de processamento);

• Ou mesmo balancear a aplicação em dois ou mais computadores, tornando a solução escalável e aumentando a capacidade dos recursos.

Considerações finais

Trabalhos futuros

• Realizar os mesmos testes; mas, analisar outros quesitos, como escrita em disco, servidor Web e banco de dados;

• Trabalhar com mais atividades e recursos: Banco de dados, Wiki, Glossário, etc;

• Realizar os mesmos testes, com o mesmo script, mas, modificando os parâmetros do servidor Web e analisar os resultados a partir disso;

• Analisar o comportamento do banco de dados quando submetido aos mesmos testes;

• Analisar o comportamento do Moodle com o uso de bases de dados distintas. Ex: MySql, Oracle, Postgres, ou até com outro webserver (Nginx).