Evaluacin del rendimiento de los servicios WMS de

Evaluación del rendimiento de los servicios WMS de Map. Server y Geo. Server para la Implementación IDE Maestría en Redes de Información y Conectividad Alex Naranjo Martínez Tutor: Ing. Paúl Díaz Zuñiga Msc. Diciembre 2012

Introducción �Crecimiento aplicaciones Web, SIG e IDE �CONAGE , Políticas Nacionales de Información Geoespacial, 2011 IEDG �Decreto Ejecutivo No. 1014 �Con estándares OGC se desarrollan WMS Map. Server y Geo. Server �IDE ESPE: Map. Server �IGM: Geo. Server �No existe recomendación técnica �¿ Map. Server o Geo. Server?

Justificación �Ministerio de Industrias y Productividad tiene la necesidad de implementar SIG en la Web. �Liberación de cartografía IGM e INEC. �Servidor de mapas que procese eficazmente los datos que son generados y no generados por el Ministerio de Industrias. �Recomendar un servidor de mapas. �CONAGE podrá acceder a esta investigación para el desarrollo de IDE en el sector público

Objetivo General �Evaluar las soluciones open source Map. Server y Geo. Server para la implementación de WMS en el Ministerio de Industrias y Productividad y recomendar la mejor solución por rendimiento.

Objetivos Específicos � Identificar los requerimientos funcionales y no funcionales que tiene el Ministerio de Industrias para implementar el servicio WMS. � Diseñar una base de datos geográfica de los proyectos e inversión realizada por el Ministerio de Industrias durante el periodo 2011 - 2012 dentro del territorio Nacional. � Instalar, configurar y dimensionar WMS con open source Map. Server y Geo. Server. � Realizar pruebas de rendimiento para Map. Server y Geo. Server en WMS. � Comparar y validar los resultados documentando las pruebas de rendimiento para obtener las conclusiones y recomendaciones del estudio.

Requerimientos Funcionales �Visualización en mapas de inversiones del Ministerio. �Navegación en el mapa �Localización geográfica de las inversiones por proyecto �Importar datos de WMS institucionales

Infraestructura de Datos Espaciales (IDE) �SIG: Conjunto de hardware, software y procedimientos para facilitar la manipulación de geodatos. �Conjunto de políticas, normas, estándares proyectos, recursos integrados adecuadamente para facilitar la producción, el acceso y uso de la información geoespacial �Interoperabilidad

Componentes IDE Datos Servicios WMS , WFS Metadatos Normas y Estándares

Web Map Server (WMS) �Estándar desarrollado por OGC �Visualización de datos espaciales sobre Internet. �Información geográfica en forma de un archivo de imagen digital para la exhibición en la pantalla de ordenador �PNG, GIF o JPEG �Peticiones en la forma de URLs

Arquitectura WMS

Operación WMS: Get. Map Parámetro Request Descripción SERVICE=wms Tipo de servicio VERSION=versión Versión del Request REQUEST=Get. Map Nombre del Request LAYERS=lista_de_capas Lista una o más capas de mapas separados por coma “, ” STYLES=lista_de_estilos Lista los estilos de malla a utilizarse por capa, separado por coma “, ” SRS=nombre_del_sistema: identificador Sistema de referencia de coordenadas BBOX=minx, miny, maxx, maxy Rango de coordenadas geográficas que se quiere visualizar WIDTH=ancho_imagen Ancho en pixeles de la imagen del mapa HEIGHT=alto_imagen Alto de la imagen en pixeles de la imagen del mapa FORMAT=formato_imagen Formato de la imagen del mapa

Get. Map � http: //www 2. dmsolutions. ca/cgibin/mswms_gmap? SERVICE=WMS&VERSION=1. 1. 1&REQUEST=getmap&layers=prov_bo und, popplace&STYLES=&SRS=EPSG: 4326&BBOX=-173. 537, 35. 8775, 11. 9603, 83. 800920&WIDTH=1024&HEIGHT=768&FORMAT=image/png

Recursos � Cartografía liberada por IGM e INEC. � Información de inversiones realizadas por el Ministerio de Industrias durante el periodo 2010 - 2012 � 1 computador portátil, procesador intel 2, 1 Ghz Core 2 duo, memoria RAM de 4 Gb, sistema operativo Windows 7 Profesional. � 1 computador portátil, procesador intel atom 1, 6 Ghz, memoria RAM de 1 Gb, sistema operativo Windows XP. � Software: Map. Server, Goe. Server, Postgre. SQL / Post. GIS, Apache Tomcat, Google Earth, Arc. GIS

Construcción de datos vectoriales � Convenios suscritos 1 de enero 2010 – 31 marzo 2012 � Georeferenciación con Google Earth � WGS 1984 � Construcción de Shapefiles con Arc. GIS � 186 Objetos geográficos

Diagrama de clases

Map. Server �Servidor de mapas �Trabaja como un script CGI (Common Gateway Interface) �Cada petición es nueva �Multiplataforma

WMS con Map. Server MS 4 W 2. 3. 1 POSTGRESQL 9 – POSTGIS 1, 5

Archivo. Map Proyección Servicio WMS BDD

Configuración de equipos Map. Server Equipo PC 1 IP 192. 168. 0. 1 Aplicación Servidor de aplicaciones: Puerto 80 Apache PC 1 192. 168. 0. 1 Servicio WMS: Map. Server 80 PC 1 192. 168. 0. 1 Gestor de base de datos: 5432 Postgre. SQL - Post. GIS PC 2 192. 168. 0. 2 Navegador de Internet 80

Resultados Map. Server � http: //192. 168. 0. 1/cgibin/mapserv. exe? map=. . /htdocs/mfd_win/ejemplo 222. map&service=wms&version =1. 1. 0&request=getmap&layers=provincias&srs=epsg: 4326&bbox=732143. 488, 9445299. 639, 1146958. 549, 1. 0189398353 e 7&width=833&height=330&fo rmat=image/png

Geoserver � Utiliza tecnología Java J 2 EE � Multiplataforma (Windows, Linux, Mac OS X) � Configuración dinámica a través de URL

WMS con Geo. Server JAVA, APACHE TOMCAT, GEOSERVER POSTGRESQL 9 – POSTGIS 1, 5

WMS con Geo. Server BDD WMS - Proyección

Configuración de equipos Geo. Server Equipo PC 1 IP 192. 168. 0. 1 Aplicación Servidor de aplicaciones: Puerto 8080 Apache Tomcat PC 1 192. 168. 0. 1 Servicio WMS: Geo. Server 8080 PC 1 192. 168. 0. 1 Gestor de base de datos: 5432 Postgre. SQL – Post. GIS PC 2 192. 168. 0. 2 Navegador de Internet 80

Resultados Geo. Server � http: //192. 168. 0. 1: 8080/geoserver/mipro/wms? service=WMS&version=1. 1. 0&reque st=Get. Map&layers=mipro: provincias, mipro: proyectos&styles=&bbox=732143. 488, 9445299. 639, 1146958. 549, 1. 0189398353 E 7&width=833&height=330&sr s=EPSG: 32717&FORMAT=IMAGE/PNG

Metodología de investigación �Escenario 1 : Pc 1 con WMS mapserver �Escenario 2: Pc 1 con WMS geoserver �Escenario 3: Pc 2 con WMS mapserver �Escenario 4: Pc 2 con WMS geoserver �Escenario 1 VS Escenario 2 �Escenario 3 VS Escenario 4

Usuarios concurrentes Mes Visitas Duración Media de Hora Visita Mensajes Porcentaje de Registrados usuarios Enero 41. 799 3 min 34 seg 00 h 00 a 09 h 59 5 9, 43% Febrero 34. 238 3 min 32 seg 10 h 00 a 10 h 59 10 18, 87% Marzo 36. 453 3 min 23 seg 11 h 00 a 11 h 59 7 13, 21% Abril 38. 438 3 min 21 seg 12 h 00 a 12 h 59 7 13, 21% Mayo 43. 869 3 min 20 seg 13 h 00 a 13 h 59 5 9, 43% 14 h 00 a 14 h 59 6 11, 32% 15 h 00 a 15 h 59 3 5, 66% 16 h 00 a 16 h 59 5 9, 43% 17 h 00 a 17 h 59 3 5, 66% 18 h 00 a 18 h 59 1 1, 89% 19 h 00 a 23 h 59 1 1, 89% Total 53 38. 959 vis x mes 3 min 26 seg 1. 948 vis x día 367 usuarios x hora 18, 87% (367 user x 3, 35 min) / 60 min = 20, 49 ≈ 20 usuarios

JMeter • Simular Usuarios concurrentes. • Medición

Configurar JMeter usuarios Concurrentes

Escenarios de pruebas

Parámetros pruebas Map. Server Geo. Server Nombre Valor IP 192. 168. 0. 1 Puerto 8080 Ruta /cgi-bin/mapserv. exe? Ruta /geoserver/mipro/wms? map . . /htdocs/mfd_win /ejemplo 22. map service WMS version 1. 1. 0 request Get. Map layers mipro: provincias, mipro: proyectos layers Provincias srs EPSG: 32717 srs EPSG: 4326 styles bbox -732143. 488, 9445299. 639, 1146958. 549, bbox 1. 0189398353 E 7 -732143. 488, 9445299. 639, -1146958. 549, 1. 0189398353 E 7 width 833 height 330 format IMAGE/PNG

Variables �Software WMS utilizado �Usuarios concurrentes �Recursos hardware del servidor: CPU y RAM �Tiempo de respuesta �Tamaño en Bytes: Map. Server = 12450 y Geo. Server = 43793 �Errores �Porcentaje de errores

Resultados Map. Server (Escenario 1) Tiempo de respuesta (ms) WMS No. PC Media Desv. Est. Map. Server 20 1 6640 2660, 73 Map. Server 50 1 17849 Map. Server 100 1 Map. Server 150 Map. Server Bytes Error % Error 12450 0 0 8498, 68 12450 0 0 32738 12934, 47 12450 0 0 1 45609 22268, 71 12450 0 0 200 1 60158 27668, 32 12450 0 0 Map. Server 250 1 70877 35269, 92 12450 0 0 Map. Server 300 1 65581 41224, 13 12450 35 11, 67% Map. Server 350 1 60869 45302, 83 12450 85 24, 28% Map. Server 367 1 54838 43404, 47 12450 100 27, 25%

Resultados Geo. Server (Escenario 2) Tiempo de respuesta (ms) WMS No. PC Media Desv. Est. Bytes Error % Error Geo. Server 20 1 5314 663, 94 43793 0 0 Geo. Server 50 1 13383 3231, 14 43793 0 0 Geo. Server 100 1 32353 8953, 62 43793 4 4% Geo. Server 150 1 23354 15555, 62 43793 64 42, 67% Geo. Server 200 1 19290 17387, 47 43793 115 57, 50% Geo. Server 250 1 19434 18682, 30 43793 148 59, 20% Geo. Server 300 1 14803 19455, 37 43793 214 71, 33% Geo. Server 350 1 24330 26572, 50 43793 259 74, 00% Geo. Server 367 1 47177 39813, 32 43793 230 62, 67%

Escenario 1 vs Escenario 2 80000 300 70000 250 50000 Media MS 40000 Errores Medida (ms) 60000 Desv. Est MS 30000 Media GS 20000 Desv. Est GS 10000 200 150 Error MS 100 Error GS 50 0 0 100 200 Usuarios 300 400 Beta Correlación variable Error Variables Escenario 1 Escenario 2 Usuarios 0, 628 0, 792 0, 806 0, 981 Tiempo -0, 002 0, 387 0, 411 Desv_estandar -0, 001 0, 735 0, 879 300 400

Resultados Map. Server (Escenario 3) Tiempo de respuesta (ms) WMS No. PC Media Desv. Est. Bytes Error Map. Server 20 2 89883 26577, 24 12450 0 0 Map. Server 50 2 252442 121728, 25 12450 43 86% Map. Server 100 2 523384 385231, 36 12450 90 90% Map. Server 150 2 1537520 543551, 88 12450 100% Map. Server 200 2 1059095 1534003, 59 12450 200 100% Map. Server 250 2 1489351 844800, 81 12450 250 100% Map. Server 300 2 2149655 1442785, 43 12450 300 100% Map. Server 350 2 1466608 1494689, 17 12450 350 100% Map. Server 367 2 1221659 922008, 24 12450 367 100% % Error

Resultados Geo. Server (Escenario 4) Tiempo de respuesta (ms) WMS No. PC Media Desv. Est. Bytes Error % Error Geo. Server 20 2 22958 936, 63 43793 0 0 Geo. Server 50 2 28692 4193, 57 43793 25 50% Geo. Server 100 2 43091 12740, 16 43793 74 74% Geo. Server 150 2 80382 33656, 39 43793 143 95, 33% Geo. Server 200 2 69819 50791, 87 43793 180 90% Geo. Server 250 2 34235 35645, 87 43793 228 91, 20% Geo. Server 300 2 34594 41985, 82 43793 288 96% Geo. Server 350 2 22963 33068, 99 43793 347 99, 14% Geo. Server 367 2 27606 34537, 06 43793 356 97%

Escenario 3 vs Escenario 4 2500000 400 350 300 1500000 Media MS Errores Medid a (ms) 2000000 Desv. Est MS 1000000 Media GS Desv. Est GS 500000 250 200 Error MS 150 Error GS 100 50 0 0 100 200 Usuarios 300 400 Beta Correlación variable Error Variables Escenario 3 Escenario 4 Usuarios 1, 013 1, 023 0, 999 Tiempo 5, 222 E-006 -1, 321 E-005 0, 798 -0, 019 0, 000 0, 819 0, 750 Desv_estandar 2, 084 E-006 400

Escenario 4 90000 80000 70000 Medida 60000 50000 Media GS 40000 Desv. Est GS 30000 20000 10000 0 0 50 100 150 200 Usuarios 250 300 350 400

Conclusiones � Map. Server requiere identificar sentencias de programación para desarrollar modificaciones. � Geo. Server que dispone de una interfaz gráfica que permite realizar cambios a los atributos. � Map. Server soporta mayor cantidad de usuarios antes de presentar errores (integridad de información transmitida) � Geo. Server responde más rápidamente a las solicitudes enviadas (mejor procesamiento). � Map. Server archivo MAP en C � Geo. Server maquina virtual Java, solicita información externa � 20 usuarios concurrentes: Geo. Server

Recomendaciones �CONAGE: Establecer si se requiere soportar mayor cantidad de usuarios concurrentes en las IDE o menor complejidad en la adaptación de nuevos cambios. �Considerar recursos �La academia debe intervenir en mejorar la capacidad técnica especializada en IDE(D. E. 1014) �Destinar recursos para fortalecer la infraestructura tecnológica disponible �Capacitación especializada a un equipo de trabajo

Muchas Gracias!!! Maestría en Redes de Información y Conectividad Alex Naranjo Martínez alex. naranjo. m@gmail. com Diciembre 2012