|
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Г.Б. Шербобоева, А. Панжиев
ТУИТКФ
Методики оценки эффективности мультисервисные сети можно условно
разбить на три большие группы: технические, экономические и технико-
экономические. В качестве технических характеристик эффективности работы
мультисервисные
сети
применяются
различные
показатели
производительности и надежности сети. В качестве экономических
характеристик используются оценки затрат на проектирование, установку и
обслуживание сети. Технико-экономические показатели применяются для
комплексной оценки проекта, и включают в себя различные комбинации
технических и экономических характеристик.
Производительность сети оценивается с помощью нескольких основных
показателей [3,5,24]:
-
время реакции;
-
пропускная способность;
-
среднее значение и дисперсия задержки.
218
Время реакции является интегральной характеристикой произ-
водительности, наиболее важной для абонента сети. В общем случае время
реакции определяется как интервал времени между возникновением запроса
абонента к какой-либо сетевой службе, и получением ответа на этот запрос.
Время реакции системы в общем случае рассчитывается по формуле [3]:
𝜏
РС
= 𝜏
ПЗ
+ 𝜏
ТС1
+ 𝜏
ОБР
+ 𝜏
ТС2
+ 𝜏
ПО
(1.1)
где
𝜏
ПЗ
- время подготовки и передачи запроса в сеть абонентом;
𝜏
ТС1
- время, затрачиваемое транспортной сетью на передачу запроса от
абонента до сетевого сервера;
τ
ОБР
- время обработки запроса сервером;
𝜏
ТС2
- время, затрачиваемое транспортной сетью на передачу ответа
сервера абоненту;
τ
ПО
- время приема и обработки ответа абонентом.
Очевидно, что значение этого показателя зависит от вида сетевой
службы, обрабатывающей запрос текущего состояния загруженности сети от
загруженности сервера. Поэтому, как правило, используют средневзвешенную
оценку времени реакции, усредняя этот показатель по пользователям,
серверам и времени суток.
Под пропускной способностью сети понимается объем переданного
сетью потока данных в рассматриваемом промежутке времени [26,47]. Этот
критерий непосредственно характеризует качество выполнения основной
функции сети – транспортировки сообщений через сеть, и поэтому
используется при анализе производительности сети чаще, чем время реакции
сети. Различают мгновенную пропускную способность, максимальную
пропускную способность и среднюю пропускную способность [83].
Средняя пропускная способность - это пропускная способность сети
усредненная за достаточно длительный промежуток времени (час, день,
неделя):
𝑌 =
𝑉
𝑏𝑖𝑡
𝑡
, (1.2)
где
𝑉
𝑏𝑖𝑡
- объем переданных данных в битах;
𝑡 - интервал времени, в течение которого эти данные передавались.
Мгновенная пропускная способность отличается от средней тем, что для
усреднения выбирается небольшой промежуток времени, порядка 10мс.
Максимальная пропускная способность - это наибольшая мгновенная
пропускная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.
При проектировании сетей чаще всего используют среднюю и
максимальную пропускные способности. Средняя пропускная способность
позволяет оценить работу сети на большом интервале времени, в течение
которого пики и спады интенсивности трафика компенсируют друг друга.
Максимальная пропускная способность позволяет оценить возможности сети
справляться с пиковыми нагрузками.
219
Задержка передачи определяется для какого-либо коммутационного
устройства или сегмента сети. Задержка передачи равна интервалу времени,
прошедшему между моментом поступления пакета на вход устройства или
сегмента сети и моментом появления этого пакета на выходе устройства или
сегмента. Этот параметр аналогичен времени реакции сети, но, в отличие от
последнего, характеризует процесс передами кадра по сети, не учитывая при
этом время обработки этого кадра на сервере, и на компьютере абонента.
Одна из наиболее важных характеристик, учитываемых при
проектировании любой мультисервисные сети-это характер и интенсивность
трафика данных. Эта характеристика зависит от вида задач, работающих с
сетевыми ресурсами. Каждое сетевое приложение генерирует трафик,
обладающий своими особенностями. Приведем основные характеристики
сетевого трафика [11,28,45]:
1. Коэффициент пульсации трафика. Пульсация трафика характеризует
частоту и интенсивность посылки данных пользователем. Коэффициент
пульсации равен
𝐾
𝑝𝑢𝑙
=
𝜆
𝑚𝑎𝑥
𝜆
, (1.3)
где
𝜆̅ - средняя интенсивность обмена данных в сети, 𝜆
𝑚𝑎𝑥
-
максимальная интенсивность обмена данных в сети.
2.
Максимальная
величина
задержки
передачи
пакета
характеризует реакцию приложений на задержки в сети.
3.
Средняя пропускная способность - требуемая пропускная
способность для передачи трафика определенного вида.
Условно трафик наиболее распространенных сетевых приложений
можно разделить на следующие группы:
1.
Трафик реального времени. Это аудио и видео трафик, не
допускающий задержки при передаче (полная величина задержки не должна
превышать 0,1 с), и обладающий низким коэффициентом пульсаций.
2.
Трафик транзакций - трафик со средней величиной пульсаций, и
величиной задержки, доходящей до 1 с.
3.
Трафик данных - это трафик с высокой величиной пульсаций, с
большой величиной максимальной задержки передачи.
Наиболее распространенные сетевые приложения, и характеристики
создаваемого ими трафика приведены в таблице 1.1.
Надежность вычислительной сети является комплексным критерием, и
может характеризоваться коэффициентом готовности, вероятностью доставки
пакета и отказоустойчивостью.
Коэффициент готовности вычислительной сети - это вероятность
нахождения её в рабочем состоянии [26]:
𝐾
г
=
𝑡
𝑝
𝑡
𝑝
+𝑡
вс
, (1.4)
220
где
𝑡
𝑝
- среднее время работы системы;
𝑡
вс
- среднее время
восстановления.
Готовность сети может быть улучшена путем введения избыточности в
структуру сети, например, за счет дублирования магистральных каналов связи.
Одной из наиболее важных характеристик надежности сети является
вероятность доставки пакета данных без искажений. Часто применяют
критерий вероятность потери пакета:
𝑃
𝑛
=
𝑁
𝑛
𝑁
пер
, (1.5)
где
𝑁
𝑛
- число потерянных пакетов;
𝑁
пер
- общее число передаваемых по
сети пакетов.
На практике используются простые показатели надежности. Одним из
таких критериев является максимально допустимое число абонентов,
отключаемых при отказе одного коммутационного устройства или канала
связи.
Do'stlaringiz bilan baham: |
