Wie man einen Graph plottet
Ein total kaputtes Stück Graph.
Das da ist das, was ich bekomme, wenn ich mir eine Woche Daten in dem Datenbank-Monitoringprodukt meiner Wahl anschaue. Aber das spielt keine Rolle. Ich kann mir so ziemlich jeden Zeitreihengraphen anschauen, aus so ungefähr jedem Stück Software, das mir zur Installation zur Verfügung steht, und falls es nicht rrdtools ist, ist es genau so kaputt.
Das ist bemerkenswert, weil der Plot wahrscheinlich von einem Rudel Diplom- oder Master-Abgänger gebaut worden ist. Man sollte annehmen, daß jetzt, wo ein Studium Geld kostet, diese Personen vielleicht auch zuhören, wenn ihnen elementare Dinge erklärt werden.
Was ist genau kaputt?
Man versuche einmal, die Werte zwischen dem 6. und dem 7. März abzulesen. Wie man sieht, haben wir dort keine Linie, sondern einen fetten gelben Zitteredding, der die Pixel auf dem “Graphen” zuquastet.
Der “Graph” ist hier 640 x 300 Pixel groß, weil ich das so eingestellt habe, damit ich mehrere Browserfenster zum Vergleichen nebeneinander legen kann. Die Software nimmt einen Meßwert pro Minute auf, also 1440 Messungen pro Tag. Es sind also hier 10080 Meßwerte in Betracht zu ziehen, um die gewünschte Darstellung von einer Woche zu zeichnen, also nicht ganz 16 Meßwerte pro x-Pixel. Unser “Graph” zeichnet nun für jeden x-Wert alle 16 Meßwerte ein.
Irgendein Spezialexperte hat jetzt die Meßpunkte außerdem noch miteinander verbunden, damit man bei Diskontinutäten keine Löcher im Graph hat. So hat man noch mehr als 16 geplottete Pixel pro x-Pixel, und stellt so sicher, daß in einem Spike der gesamte Graph vollkommen nutzlos ist. Weil Spikes nun gerade die interessanten Stellen wären. meinjanur
Das Resultat ist vollkommen nutzlose Pixelmarmelade: Wie ist die Verteilung dieser 16 Werte zu jedem Zeitpunkt? Wie sind Mittelwert, Median, Maximum, Minimum in dieser Pixelwolke gelegen? Welche dieser Pixel sind Meßwerte und welche informationslose Verbindungslinien?
Hier ein Tip: Man kann das noch pessimieren, indem man da irgendeinen Spline durch legt, damit es noch Überschwinger gibt. Dann kann man dem Ding überhaupt keine Informationen mehr entnehmen.
Ein Graph, mit dem man etwas anfangen kann.
Dies ist ein anderer Graph - diesmal einer, der den Namen auch verdient. Wie man sehen kann, wird wieder ein Zeitraum von einer Woche gemalt, sodaß pro x-Wert nicht ganz 16 Meßwerte zu berücksichtigen sind. Hier - es handelt sich um rrdtool - hat jemand mitgedacht, und so sehen wir in Blau den Mittelwert der 16 Werte und in Rot das Maximum dieser Werte eingezeichnet.
Es ist klar erkennbar, daß der Mittelwert relativ stabil ist (bis er am Ende abfällt), und wie hoch die Spikes sind, die von diesem Mittelwert ausgehen. Auf dieser Grundlage kann man verläßliche Aussagen über das Lastverhalten der Kiste machen.
Damit ist bewiesen, daß Tobias Oetiker in seinen Mathevorlesungen zugehört hat, anstatt sich in den Nächten vorher das Hirn weg zu saufen. Wenigstens einer!
Dichte-Diagramm und Qualitätsrating im Mittelwert.
Dies ist ein Graph, wie er von Smokeping gemalt wird. Hier werden sogar 15 Tage betrachtet. Für jedes Pixel stehen also circa 30 Meßwerte bereit, wenn man einmal pro Minute mißt - bei einer Messung alle 5 Minuten immerhin noch 6 Meßwerte (mal 20, weil Smokeping in einer Messung je nach Konfiguration mehrere Werte erfaßt - hier 20).
Im Graph erkennen wir genau den farblich hervorgehobenen Median (Es wird ein Median statt eines geometrischen Mittels eingezeichnet, weil das stabiler gegen Outlier ist). Der Farbcode für den Median gibt zugleich eine Verlustrate an. Kommt es überhaupt zu Verlusten, liegt also eine Störung vor, ist der entsprechende Bereich des Graphen farblich markiert und die Farbe des Median gibt die Verlustrate (hier: 10/20, Lila) an.
Über und unter dem Median ist durch entsprechende Grauwerte eine Dichteverteilung der gemessenen Werte eingezeichnet. Wir können also nicht nur erkennen, wie weit die Maxima und Minima vom Median abweichen, sondern durch die Schattierung erkennen wir das kumulative Histogramm der Meßwerte, bekommen also einen Dichtegraphen und können so sehen, wie anormal so ein Outlier/Maximum denn nun wirklich ist.
Das ist zwar auch wieder ein breiter Quast wie im ersten Graphen. Anders als im ersten Graphen ist er jedoch intern strukturiert und enthält eine große Menge an zusätzlichen Informationen in derselben Menge Pixel - es handelt sich um ein Histogramm, mit der die Dichteverteilung der Werte visualisiert wird.
So macht man es richtig.
Und jetzt schaut Euch Eure Graphen an, schämt Euch, schmeißt Euren Code weg und macht es richtig. Damit ich mich nicht mehr aufregen muß.
Danke sehr.
Nachtrag: rrdtool schützt nicht vor Dummheit. Also, es versucht sein Bestes, aber wenn das Problem vor der Tastatur darauf besteht, kommt trotzdem Rotz raus.
Best of Munin:
Uptime steigt um einen Tag (ein y-Pixel) pro 24 Stunden. Das ist schon als Linie kaum zu sehen - als Bargraph aber komplett im Eimer.
Wir nehmen einen dicken Edding und Daten mit Spikes. Und lassen jede Form von Median/Maximum/Minimum-Plot beiseite, denn sonst wäre das Ergebnis womöglich sinnvoll.