Источник: Ибрагимов Д.Ш. Оценка базовых показателей производительности сети // Сервис в России и за рубежом. 2007. №5. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-bazovyh-pokazateley-proizvoditelnosti-seti
Оценка базовых показателей производительности сети
Ибрагимов Д.Ш.
ГОУ ВПО «МГУС», г.Москва
С помощью систем анализа и управления сетью можно выявить неполадки и снижение производительности. Современные системы анализа и диагностики, позволяют не только собрать статистические данные о работе сети, но и автоматически предлагают способы устранения проблем. Эти возможности основаны на постоянно обновляемой базе данных службы технической поддержки. Операционная система Windows XP для определения рабочей нагрузки и ее влияния на ресурсы системы имеет встроенной программное средство «Производительность».
Постановка задачи
Разработка подсистемы наблюдения за обозревателем сети, сбор и просмотр в реальном времени данных в виде графика, гистограммы или отчета.
Анализ сети направлен на достижение двух целей [1].
1) Определение базовых показателей сетевой производительности, куда относятся:
- утилизация (параметры использования) полосы пропускания связей глобальных сетей и сегментов локальных сетей;
- характеристики используемых протоколов глобальных локальных сетей;
- среднее и пиковое время отклика сети;
- шаблоны сетевого трафика, проходящего через сегменты, шлюзы и серверы;
- характеристика прикладных сетевых служб;
- статистика передачи пакетов канального и сетевого уровней.
2) Устранение неполадок и повышение производительности за счёт настройки параметров. Настройка производительности предполагает изменение конфигурации и структуры сети по рентам мониторинга. Во многих случаях выяснить причину и устранить проблемы можно путем сравнения текущих показателей с базовыми показателями.
Базовые показатели производительности сети являются точкой отсчета для оценки выполнения различных сетевых операций. Через равные промежутки времени следует собирать данные о работе сети. Это позволит отследить тенденции изменения производительности. Идея состоит в сравнении текущих показателей с базовыми показателями.
Базовые показатели производительности сети являются точкой отсчета для оценки выполнения различных сетевых операций. Через равные промежутки времени следует собирать данные о работе сети. Это позволит отследить тенденции изменения производительности. Любое исследование базовых показателей потребует минимум два дня. Продолжительность исследования зависит от количества сегментов канального уровня. До широкого внедрения сетевых коммутаторов измерение базовых показателей не представляло труда. Коммутаторы корректируют обрезанные и искаженные пакеты, что влияет на широковещательные пакеты сетевого уровня. Выбор даты и времени измерений зависит от графика использования сети. Например, как правило, в конце месяца сеть переполняется сообщениями электронной почты, следовательно, это наиболее удачное время для измерений базовых показателей. Желательно иметь значения базовых показателей:
- в начале рабочего дня,
- после обеденного перерыва
- во время работы систем резервного копирования.
При круглосуточном графике работы сети измерения лучше проводить каждый час.
Отношение реальной пропускной способности сегмента, канала или устройства к его эффективной пропускной способности называется коэффициентом использования сегмента, канала или устройства соответственно.
Общая утилизация полосы пропускания характеризуется тремя показателями: средней, пиковой и минимальной утилизацией.
Средняя утилизация задает пропускную способность сети через средний уровень переданных усредненных пакетов или кадров Средняя утилизация сетевого сегмента измеряется при регистрации пропускной способности сегмента за определенный период времени (обычно 30...60 мин). Средняя утилизация — это одиночное численное значение, полученное анализатором протокола или средством сетевого мониторинга, служащего для сбора данных по шаблону трафика. Любой из этих инструментов вычисляет среднюю утилизацию по средней пропускной способности на заданном шаблоне пересылаемых данных.
Пиковая и минимальная утилизация измеряются на том же шаблоне данных, что и для средней сетевой утилизации. Однако эти значения представляются графиком зависимости от времени.
Все три характеристики утилизации основаны на исследовании пересылки шаблона трафика, а не на долговременном мониторинге, поэтому для точного определения средней, пиковой и минимальной утилизации сетевого сегмента необходимо выполнить замеры на нескольких шаблонах. Измерения следует производить в разное время дня и периодически повторять их в течение определенного календарного периода, что позволит собрать статистические данные об утилизации.
Получив достаточное количество измерений, можно построить графики зависимости от времени, которые покажут тренды изменения базовых показателей.
Разработав график изменения утилизации (профиль), нужно сравнить полученные данные с данными для обычного режима эксплуатации сети. Это позволит выяснить, что необходимо изменить в сетевых магистралях и топологии для повышения производительности. Средняя, пиковая и минимальная утилизация могут варьироваться в разных сетях, поскольку эти величины зависят от шаблонов трафика, приложений и количества пользователей в сети.
Для оценки «нормальной» средней сетевой производительности подойдут статистические значения, рассматриваемые как продленные стандарты. Если измеренные данные существенно отличаются от базовых показателей, определяемых промышленными стандартами, следует предпринимать меры для оптимизации работы сети. В табл.1 [1] приведены базовые показатели для средней и пиковой утилизации в сетях Ethernet.
| Носитель | Скорость Передачи | Утилизация | |
|---|---|---|---|
| Средняя | Пиковая | ||
| Совместно используемый Ethernet | 10 Мбит/c; 100 Мбит/c. | 30 | 80 |
| Коммутируемый Ethernet | Полудуплексный | 80 | 90 |
| Полнодуплексный | 97 | 97 | |
Если сетевая утилизация превышает приведенные в таблице значения (от 5 до 15 % выше среднего), то это может привести к заметному снижению производительности сети. Увеличение утилизации может свидетельствовать о наличии каких-либо сетевых проблем или об изменениях характера использования приложений, которые привели к увлечению трафика в сети, или об увеличении трафика в сети, или об увеличении числа активных станций.
Приведенные в табл. 1 значения отражают только обобщенные характеристики сети. Например, значение базового показателя для совместно используемого Ethernet получено при условии, что большую часть трафика составляют кадры с неэффективным размером (64 байт), а диаметр сегмента равен 1024 узлам. Поэтому для получения более точного уровня утилизации необходимо проводить мониторинг реальной сетевой утилизации, среднего размера кадров и скорости передачи.
При настройке сети необходимо различать номинальную и эффективную пропускные способности протокола.
Под номинальной пропускной способностью обычно понимается битовая скорость передачи данных, поддерживаемая на интервале передачи одного пакета.
Эффективная пропускная способность протокола — это средняя скорость передачи пользовательских данных, т.е. данных, содержащихся в поле данных каждого пакета. В общем случае эффективная пропускная способность протокола будет ниже номинальной из-за наличия в пакете служебной информации, а также из – зa наличия в пакете служебной информации, а также из – за пауз между передачей отдельных пакетов.
Существует два типа оценок пропускной способности:
- пропускная способность на канальном уровне (измеряется в FPS — Frames Per Second, кадры в секунду);
- пропускная способность на сетевом уровне (измеряется в PPS — Facials Per Second, пакеты в секунду).
Средство Windows «Производительность» состоит из двух частей: «Системный монитор» и «Оповещения и журналы производительности». Системный монитор служит для сбора и просмотра в реальном времени данных памяти, диска, процессора, сети и других параметров в виде графика, гистограммы или отчета. С помощью компонента «Оповещения и журналы производительности» настраиваются журналы для записи данных представления и устанавливаются системные оповещения о том, что значение счетчика больше или меньше заданного ограничения. Ведение журнала является наиболее распространенным способом наблюдения за несколькими компьютерами.
Результаты наблюдения за производительностью часто используются службой технической поддержки корпорации Microsoft при диагностике неполадок. Работающий компонент системы генерирует данные о производительности. Наиболее часто для наблюдения за системными компонентами используются следующие объекты, доступные по умолчанию: кэш, память, объекты, файл подкачки, физический диск, процесс, процессор, сервер, система, поток. Можно повысить производительность компьютера путем изменения режима использования ресурсов времени процессора и памяти системой Windows, который выделяет системные ресурсы согласно параметрам настройки и соответственно управляет работой устройств.
Для разработки подсистемы наблюдения за обозревателем сети были включены следующие объекты наблюдения [2]:
- Дублирование наблюдений главного обозревателя.
- Ошибки записи в почтовый слот.
- Ошибки приема в почтовый слот.
- Ошибки распределения почтовых слотов
- Промахи запросов на список серверов.
Подсистема наблюдения за обозревателем сети представлена на рис. 1 в виде графика.
В средстве «Производительность» имеются возможности представить данные подсистемы наблюдения в виде гистограммы и отчета.
Данные о производительности используются для определения рабочей нагрузки и ее влияния на ресурсы системы.
Рис. 1. Подсистема наблюдения за обозревателем сети
Заключение
Рассмотрен базовый показатель производительности – утилизация канала связи. Высокая утилизация канала связи сети не всегда замедляет работу прикладного ПО. На работу ПО могут влиять следующие «узкие места» в сети: канал связи, недостаточная производительность сервера, неправильные параметры настройки сервера, низкая производительность рабочих станций, неэффективные алгоритмы работы самого прикладного ПО. Средство Windows XP «Производительность» генерирует отчеты о параметрах настройки сервера и других сетевых элементов в режиме реального времени и позволяет выявить «узкие места» в сети.
Список литературы
- Н.Г. Сачков, Е.А. Русакова, А.В. Паршин. Основы эксплуатационного обслуживания информационных систем железнодорожного транспорта. – М.: МАРШРУТ, 2005. – 415 с.
- Products Unitest Company Proposes http://www.unitest.com/