Volume 14 : Number 1 : Paper 7

April 2011 Special issue of best papers presented at CLEI 2010, Asunción, Paraguay
Modular Visualization of Distributed Systems

Authors and Affiliations:
Gustavo Guevara, Universidad Nacional de Colombia, Colombia
Travis Desell, Rensselaer Polytechnic Institute, USA
Jason LaPorte, Rensselaer Polytechnic Institute, USA
Carlos A. Varela, Rensselaer Polytechnic Institute, USA

Effective visualization is critical to developing, analyzing, and optimizing distributed systems. We have
developed OverView, a tool for online/offline distributed systems visualization, that enables modular layout mechanisms, so that different distributed system high-level programming abstractions such as actors or processes can be visualized in intuitive ways. OverView uses by default a hierarchical concentric layout that distinguishes entities from containers allowing migration patterns triggered by adaptive middleware to be visualized. In this paper, we develop a force-directed layout strategy that connects entities according to their communication patterns in order to directly exhibit the application communication topologies. In force-directed visualization, entities’ locations are encoded with different colors to illustrate load balancing. We compare these layouts using quantitative metrics including communication to entity ratio, applied on common distributed application topologies. We conclude that modular visualization is necessary to effectively visualize distributed systems since no one layout is best for all applications.

Spanish Abstract:
La visualización efectiva es crítica para desarrollar, analizar y optimizar sistemas distribuidos. Hemos desarrollado OverView, una herramienta para visualización en línea y fuera de línea de sistemas distribuidos, que permite el uso de mecanismos modulares de presentación, para que diferentes abstracciones de alto nivel para sistemas distribuidos como actores o procesos puedan ser visualizadas de forma intuitiva. OverView usa por defecto una presentación concéntrica y jerárquica que distingue entidades de contenedores, permitiendo que los patrones de migración activados por middleware adaptativo sean visualizados. En este artículo, establecemos una estrategia de presentación dirigida por fuerza, que conecta entidades de acuerdo a sus patrones de comunicación para exhibir directamente las topologías de comunicación de la aplicación. En la visualización dirigida por fuerza, la localización de las entidades están codificadas por diferentes colores para ilustrar el balanceo de cargas. Comparamos estas presentaciones usando métricas cuantitativas incluyendo la razón de comunicaciones a entidades, aplicada a topologías comunes en sistemas distribuidos. Concluimos que la visualización modular es necesaria para visualizar efectivamente sistemas distribuidos dado que ninguna presentación es la mejor para todas las aplicaciones.

distributed systems visualization, network topologies.

Spanish Keywords:
visualización de sistemas distribuidos, topologías de red.

Received 2011-Jan-24, Revised 2011-Mar-31 , Editor: Luca Cernuzzi, Ramon Puigjaner
Full paper, 17 pages [ PDF, 640 Kb ]