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eit 2011 vergibt die b+m Informatik AG den Software + Systems Engineering Preis an herausragende Abschlussarbeiten des Instituts für Informatik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. In diesem Jahr wurde die Bachelorarbeit von Wolfgang Ramos, Softwareentwickler bei FLS ausgezeichnet, die er in Kooperation mit dem Unternehmen zum Thema Verbesserung der Anomalieerkennung in Serverantwortzeiten durch Berücksichtigung von Last und Anfrageparametern verfasst hatte. Die wissenschaftliche Qualität und industriepraktische Relevanz konnte die Jury überzeugen.
Wolfgang Ramos startete 2016 als Werkstudent und schrieb seine Bachelorarbeit im Fach Informatik bei FLS. Seit August 2017 arbeitet Wolfgang als fester Mitarbeiter in der Entwicklungsabteilung. Zu seinen Aufgaben zählen die Weiterentwicklung des FLS VISITOUR Clients, Software Qualitätssicherung, Testdesign und Testmanagement. Im Interview verrät Wolfgang, wie er zu FLS gekommen ist und womit er sich in seiner Bachelorarbeit genau befasst hat.
DER GEWINNER IM INTERVIEW
Wolfgang Ramos startete 2016 als Werkstudent und schrieb seine Bachelorarbeit im Fach Informatik bei FLS. Seit August 2017 arbeitet Wolfgang als fester Mitarbeiter in der Entwicklungsabteilung. Zu seinen Aufgaben zählen die Weiterentwicklung des FLS VISITOUR Clients, Software Qualitätssicherung, Testdesign und Testmanagement. Im Interview verrät Wolfgang, wie er zu FLS gekommen ist und womit er sich in seiner Bachelorarbeit genau befasst hat.
Dr. Goerigk (links) übergibt den Preis für die beste Abschlussarbeit an unseren Kollegen Wolfang Ramos (rechts). Foto: Fabian Frühling.
Wolfgang, erzähl uns noch ein bisschen mehr von deiner Bachelorarbeit.
Worum geht es genau?
In meiner Arbeit habe ich Antwortzeiten von FLS VISITOUR Server untersucht. Genauer gesagt die Zeit, die der Server benötigt, um einen Terminvorschlag für einen Auftrag zu generieren. Ich habe mir die Frage gestellt, ob es möglich ist, unnatürliche Verschlechterungen der Antwortzeiten dieses Service frühzeitig zu erkennen, um schnell auf solche Zwischenfälle reagieren zu können.
Interessant ist die Fragestellung, weil steigende Antwortzeiten nicht per se auf Fehlverhalten der Software hinweisen. So ist es z.B. ganz normal, dass die Antwortzeiten eines Servers größer werden, wenn die Anzahl der Anfragen an das System steigt, der Server also mehrere Anfragen parallel bearbeiten muss. In der Informatik spricht man hier vom Workload, der ansteigt. Dieser Zusammenhang zwischen Workload und Antwortzeiten ist intuitiv klar und auch durch eine Reihe von Arbeiten etabliert.
Neben dem Workload gibt es aber bei Serversystemen wie FLS VISITOUR Server noch zwei weitere Faktoren, welche die Antwortzeiten entscheidend beeinflussen: Die Konfiguration des Servers und die Parametrisierung der Anfragen. Ich habe diese beiden Faktoren unter dem Begriff Job Size zusammengefasst. Verändert man die Serverkonfiguration z.B. so, dass mehr Optimierungsiterationen für Terminvorschläge durchgeführt werden, steigt die Antwortzeit ebenfalls. Das Gleiche gilt für die Parametrisierung von Anfragen. Sind Anfragen so parametrisiert, dass sie zu aufwendigeren Optimierungen führen, sind steigende Antwortzeiten das natürliche Resultat.
Verwendet man also bei der Untersuchung von Serverantwortzeiten ausschließlich statische Grenzwerte, kann es zu vielen falschen Alarmen kommen. Ein Ansatz, um die Anzahl falscher Alarme zu reduzieren, ist die Anomalieerkennung unter Berücksichtigung des Workloads. Dabei werden Serverantwortzeiten auf Basis des Workloads vorhergesagt (erfasst z.B. während der letzten 1.000 Anfragen an einen Server). Diese Vorhersagen werden dann mit tatsächlich gemessenen Serverantwortzeiten verglichen. Ist die Differenz zu groß, wird eine Anomalie gemeldet. Dieser Ansatz birgt im Fall von FLS VISITOUR Server aber weiterhin die Gefahr, zu viele falsche Alarme auszulösen, da sich Servereinstellungen zwischen zwei Anfragen ändern können und jede Anfrage unterschiedliche Anforderungen an die Optimierung stellt.
In meiner Arbeit habe ich untersucht, ob sich die Vorhersage von Serverantwortzeiten durch zusätzliche Berücksichtigung der aktuellen Serverkonfiguration und individueller Optimierungsanforderungen von Anfragen weiter verbessern lässt, so dass sich eine genauere Vorhersage und somit weniger falsche Alarme ergeben. Das Ergebnis war, dass im Fall von FLS VISITOUR fast 50% der Antwortzeit auf Serverkonfiguration und individuelle Optimierungsanforderungen von Anfragen zurückgeführt werden können. Berücksichtigt man beides bei der Generierung der Vorhersage, so zeigt sich, dass sich die Vorhersage im Mittel um 15% verbessert. Dieses Prinzip der Berücksichtigung von Workload und Job Size bei der Anomalieerkennung lässt sich prinzipiell auf alle Serveranwendungen übertragen. Inwieweit sich die Vorhersage von Antwortzeiten dadurch verbessern lässt, hängt von den individuellen Eigenschaften der konkreten Anwendung ab. Meine Arbeit kann somit als ein Proof of Concept in diesem Bereich gelten.
Wie bist du eigentlich auf FLS aufmerksam geworden?
Ich war 2016 auf der JOBBUS Tour dabei und FLS war eine unserer Stationen. Zuallererst ist mir bei unserem Besuch die außergewöhnlich schöne Lage des FLS Campus aufgefallen. Dann ging es los mit der allgemeinen Firmenpräsentation durch Britta Blömke, Geschäftsführerin bei FLS. Schon danach war mir klar, dass mit FLS ein extrem innovatives High-Tech Unternehmen bei uns im Norden sitzt.
Anschließend haben wir in kleinen Gruppen verschiedene Stationen auf dem Gelände besucht. An jeder Station wurde eine der Abteilungen (Client, Server und Mobile) vorgestellt und wir hatten die Möglichkeit, direkt mit den Mitarbeitern vor Ort zu sprechen. Ganz besonders ist mir dabei der Besuch bei der Client-Abteilung in Erinnerung geblieben, da ich hier mit dem Abteilungsleiter zum Thema automatisierte Tests und Continuous Integration ins Gespräch gekommen bin. Auch wenn unser Gespräch aufgrund des straffen Zeitplans der JOBBUS Tour nur wenige Minuten dauerte, war mir danach klar, dass ich hier eine Abteilung gefunden hatte, die großes Interesse an aktuellen Techniken der Softwareentwicklung hat.
Aus welchen Gründen hast du dich entschieden, deine Bachelorarbeit zusammen mit FLS zu schreiben?
Meine Wahl fiel aus zwei Gründen auf FLS. Zum einen, weil ich meine Arbeit im Bereich Softwareentwicklung schreiben wollte und zum anderen, weil ich im Rahmen der Präsentation von FLS auf der JOBBUS Tour erfahren hatte, dass FLS bereits Erfahrung mit der Betreuung von universitären Abschlussarbeiten hat. Letzteres ist insofern etwas Besonderes, weil es nur wenige Softwareunternehmen im Raum Kiel gibt, die bereits Informatikabschlussarbeiten an der Universität Kiel mit betreut haben.
Die meisten der mir bekannten Unternehmen haben ausschließlich Erfahrung mit Studenten der FH Kiel. Das erschien mir insofern problematisch, weil Abschlussarbeiten an der Universität einen wissenschaftlichen Fokus haben, wohingegen Unternehmen oft mehr Interesse an Themen mit praktischer Relevanz haben (was bei FH-Abschlussarbeiten stärker der Fall ist als an der Universität). Zum Glück ist die Softwareentwicklung ein Bereich der universitären Informatikausbildung, der äußerst praxisnah ist. Ich rechnete mir daher Chancen aus, dass ich ein Thema finden könnte, welches zu einem der Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls für Softwareentwicklung passen und zugleich auch für FLS praktische Relevanz haben könnte.
Was hat dich überzeugt, nach Abschluss der Bachelorarbeit bei FLS zu bleiben?
Der Hauptgrund für die Entscheidung war und ist, dass ich mich mit FLS VISITOUR gut identifizieren kann. Aus meiner Sicht ist ein effizienter Umgang mit den Ressourcen unseres Planeten eine der großen Herausforderungen der Gegenwart und Zukunft. Daher finde ich es gut an einer Software mitzuarbeiten, die es Unternehmen ermöglicht ressourceneffizienter zu operieren.
Ein weiterer Grund war das Arbeitsklima. Als Werkstudent bei FLS hatte ich ja 6 Monate Zeit mir ein Bild von FLS zu machen. Das Bild, das ich dabei gewonnen habe, hat mich überzeugt: Die Kollegen sind nett und hilfsbereit, die Hierarchie ist recht flach und meine Betreuer sowie die Geschäftsführung waren bei allen mit meiner Thesis verbundenen Angelegenheiten und Fragen immer wertschätzend und konstruktiv.
Als Vater einer 2,5 Jahre alten Tochter gab es einen weiteren Punkt, der meine Entscheidung für FLS maßgeblich beeinflusst hat: die Familienfreundlichkeit. Schon während meiner Zeit als Werkstudent ist mir aufgefallen, dass es bei FLS eine ganze Reihe von jungen Kollegen mit kleinen Kindern gibt. Das habe ich gleich als gutes Zeichen empfunden. Dieser Eindruck hat sich bestätigt und mir wurde ein Einstieg mit einer Arbeitszeit von 30 Stunden die Woche ermöglicht.
Lieber Wolfgang, vielen Dank für deine Offenheit und noch einmal herzlichen Glückwunsch zu dieser tollen Leistung! Wir sind mächtig stolz und wünschen dir weiterhin alles Gute und viel Erfolg bei FLS!
Worum geht es genau?
In meiner Arbeit habe ich Antwortzeiten von FLS VISITOUR Server untersucht. Genauer gesagt die Zeit, die der Server benötigt, um einen Terminvorschlag für einen Auftrag zu generieren. Ich habe mir die Frage gestellt, ob es möglich ist, unnatürliche Verschlechterungen der Antwortzeiten dieses Service frühzeitig zu erkennen, um schnell auf solche Zwischenfälle reagieren zu können.
Interessant ist die Fragestellung, weil steigende Antwortzeiten nicht per se auf Fehlverhalten der Software hinweisen. So ist es z.B. ganz normal, dass die Antwortzeiten eines Servers größer werden, wenn die Anzahl der Anfragen an das System steigt, der Server also mehrere Anfragen parallel bearbeiten muss. In der Informatik spricht man hier vom Workload, der ansteigt. Dieser Zusammenhang zwischen Workload und Antwortzeiten ist intuitiv klar und auch durch eine Reihe von Arbeiten etabliert.
Neben dem Workload gibt es aber bei Serversystemen wie FLS VISITOUR Server noch zwei weitere Faktoren, welche die Antwortzeiten entscheidend beeinflussen: Die Konfiguration des Servers und die Parametrisierung der Anfragen. Ich habe diese beiden Faktoren unter dem Begriff Job Size zusammengefasst. Verändert man die Serverkonfiguration z.B. so, dass mehr Optimierungsiterationen für Terminvorschläge durchgeführt werden, steigt die Antwortzeit ebenfalls. Das Gleiche gilt für die Parametrisierung von Anfragen. Sind Anfragen so parametrisiert, dass sie zu aufwendigeren Optimierungen führen, sind steigende Antwortzeiten das natürliche Resultat.
Verwendet man also bei der Untersuchung von Serverantwortzeiten ausschließlich statische Grenzwerte, kann es zu vielen falschen Alarmen kommen. Ein Ansatz, um die Anzahl falscher Alarme zu reduzieren, ist die Anomalieerkennung unter Berücksichtigung des Workloads. Dabei werden Serverantwortzeiten auf Basis des Workloads vorhergesagt (erfasst z.B. während der letzten 1.000 Anfragen an einen Server). Diese Vorhersagen werden dann mit tatsächlich gemessenen Serverantwortzeiten verglichen. Ist die Differenz zu groß, wird eine Anomalie gemeldet. Dieser Ansatz birgt im Fall von FLS VISITOUR Server aber weiterhin die Gefahr, zu viele falsche Alarme auszulösen, da sich Servereinstellungen zwischen zwei Anfragen ändern können und jede Anfrage unterschiedliche Anforderungen an die Optimierung stellt.
In meiner Arbeit habe ich untersucht, ob sich die Vorhersage von Serverantwortzeiten durch zusätzliche Berücksichtigung der aktuellen Serverkonfiguration und individueller Optimierungsanforderungen von Anfragen weiter verbessern lässt, so dass sich eine genauere Vorhersage und somit weniger falsche Alarme ergeben. Das Ergebnis war, dass im Fall von FLS VISITOUR fast 50% der Antwortzeit auf Serverkonfiguration und individuelle Optimierungsanforderungen von Anfragen zurückgeführt werden können. Berücksichtigt man beides bei der Generierung der Vorhersage, so zeigt sich, dass sich die Vorhersage im Mittel um 15% verbessert. Dieses Prinzip der Berücksichtigung von Workload und Job Size bei der Anomalieerkennung lässt sich prinzipiell auf alle Serveranwendungen übertragen. Inwieweit sich die Vorhersage von Antwortzeiten dadurch verbessern lässt, hängt von den individuellen Eigenschaften der konkreten Anwendung ab. Meine Arbeit kann somit als ein Proof of Concept in diesem Bereich gelten.
Wie bist du eigentlich auf FLS aufmerksam geworden?
Ich war 2016 auf der JOBBUS Tour dabei und FLS war eine unserer Stationen. Zuallererst ist mir bei unserem Besuch die außergewöhnlich schöne Lage des FLS Campus aufgefallen. Dann ging es los mit der allgemeinen Firmenpräsentation durch Britta Blömke, Geschäftsführerin bei FLS. Schon danach war mir klar, dass mit FLS ein extrem innovatives High-Tech Unternehmen bei uns im Norden sitzt.
Anschließend haben wir in kleinen Gruppen verschiedene Stationen auf dem Gelände besucht. An jeder Station wurde eine der Abteilungen (Client, Server und Mobile) vorgestellt und wir hatten die Möglichkeit, direkt mit den Mitarbeitern vor Ort zu sprechen. Ganz besonders ist mir dabei der Besuch bei der Client-Abteilung in Erinnerung geblieben, da ich hier mit dem Abteilungsleiter zum Thema automatisierte Tests und Continuous Integration ins Gespräch gekommen bin. Auch wenn unser Gespräch aufgrund des straffen Zeitplans der JOBBUS Tour nur wenige Minuten dauerte, war mir danach klar, dass ich hier eine Abteilung gefunden hatte, die großes Interesse an aktuellen Techniken der Softwareentwicklung hat.
Aus welchen Gründen hast du dich entschieden, deine Bachelorarbeit zusammen mit FLS zu schreiben?
Meine Wahl fiel aus zwei Gründen auf FLS. Zum einen, weil ich meine Arbeit im Bereich Softwareentwicklung schreiben wollte und zum anderen, weil ich im Rahmen der Präsentation von FLS auf der JOBBUS Tour erfahren hatte, dass FLS bereits Erfahrung mit der Betreuung von universitären Abschlussarbeiten hat. Letzteres ist insofern etwas Besonderes, weil es nur wenige Softwareunternehmen im Raum Kiel gibt, die bereits Informatikabschlussarbeiten an der Universität Kiel mit betreut haben.
Die meisten der mir bekannten Unternehmen haben ausschließlich Erfahrung mit Studenten der FH Kiel. Das erschien mir insofern problematisch, weil Abschlussarbeiten an der Universität einen wissenschaftlichen Fokus haben, wohingegen Unternehmen oft mehr Interesse an Themen mit praktischer Relevanz haben (was bei FH-Abschlussarbeiten stärker der Fall ist als an der Universität). Zum Glück ist die Softwareentwicklung ein Bereich der universitären Informatikausbildung, der äußerst praxisnah ist. Ich rechnete mir daher Chancen aus, dass ich ein Thema finden könnte, welches zu einem der Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls für Softwareentwicklung passen und zugleich auch für FLS praktische Relevanz haben könnte.
Was hat dich überzeugt, nach Abschluss der Bachelorarbeit bei FLS zu bleiben?
Der Hauptgrund für die Entscheidung war und ist, dass ich mich mit FLS VISITOUR gut identifizieren kann. Aus meiner Sicht ist ein effizienter Umgang mit den Ressourcen unseres Planeten eine der großen Herausforderungen der Gegenwart und Zukunft. Daher finde ich es gut an einer Software mitzuarbeiten, die es Unternehmen ermöglicht ressourceneffizienter zu operieren.
Ein weiterer Grund war das Arbeitsklima. Als Werkstudent bei FLS hatte ich ja 6 Monate Zeit mir ein Bild von FLS zu machen. Das Bild, das ich dabei gewonnen habe, hat mich überzeugt: Die Kollegen sind nett und hilfsbereit, die Hierarchie ist recht flach und meine Betreuer sowie die Geschäftsführung waren bei allen mit meiner Thesis verbundenen Angelegenheiten und Fragen immer wertschätzend und konstruktiv.
Als Vater einer 2,5 Jahre alten Tochter gab es einen weiteren Punkt, der meine Entscheidung für FLS maßgeblich beeinflusst hat: die Familienfreundlichkeit. Schon während meiner Zeit als Werkstudent ist mir aufgefallen, dass es bei FLS eine ganze Reihe von jungen Kollegen mit kleinen Kindern gibt. Das habe ich gleich als gutes Zeichen empfunden. Dieser Eindruck hat sich bestätigt und mir wurde ein Einstieg mit einer Arbeitszeit von 30 Stunden die Woche ermöglicht.
Lieber Wolfgang, vielen Dank für deine Offenheit und noch einmal herzlichen Glückwunsch zu dieser tollen Leistung! Wir sind mächtig stolz und wünschen dir weiterhin alles Gute und viel Erfolg bei FLS!