Аварии в компьтерных сетях Сервера в компьютерной сети

Методы оценки эффективности ЛВС и их компонентов

На различных стадиях жизненного цикла ЛВС могут исполь зоваться различные методы оценки ее эффективности и оптимиза ции.

В процессе проектирования ЛВС с использованием современ ной методологии проектирования и технологических комплексов (САПР) могут применяться экспериментальные методы исследо вания, аналитическое и имитационное моделирование.

На стадиях опытной и рабочей эксплуатации ЛВС основным методом оценки их качества следует считать экспериментальное исследование. Оно позволяет собрать статистическую информацию q действительном ходе вычислительного процесса, использовании оборудования, степени удовлетворения требований пользователей системы и т. п. и затем по результатам ее обработки сделать за ключение о качестве проектных решений, заложенных при созда нии системы, а также принять решение по модернизации системы (устранению «узких» мест). Однако не исключено и использова ние методов моделирования, с помощью которых можно оценить эффект от модернизации ЛВС, не изменяя рабочей конфигурации и организации работы системы.

Моделирование — один из наиболее распространенных мето дов исследования. Модель ЛВС—это такое ее представле ние, которое состоит из определенного количества организованной информации о ней и построено с целью ее изучения. Другими словами, модель — физическая или абстрактная система, пред ставляющая объект исследования. При исследовании ЛВС, как правило, используются абстрактные модели, представляющие со бой описания ЛВС на некотором языке. Абстрактная модель, пред ставленная на языке математических отношений, называется ма тематической моделью. Математическая модель М имеет фор му функциональной зависимости w=wm(x, F), где W=={W1, W2,..., Wn}—показатели эффективности системы; X={x1, x2,,... ... ,xп} и F= {f1, f2,..., fQ} — соответственно параметры и функции, выполняемые системой.

Поскольку при исследовании ЛВС возникает много различных вопросов, для решения тех или иных задач может быть разрабо тан ряд моделей М=={М1, М2,...,М0}. Эти модели представляют одну и ту же систему, но разрабатываются в различных целях, представляют ВС с различных точек зрения, а потому имеют раз личную степень детализации. Это означает, что в некоторой моде ли MiÎМ могут отсутствовать определенные математические за висимости, а следовательно, модель М может быть неадекватной реальной ВС. Поэтому в совокупность моделей М должны вхо дить такие частные модели, которые адекватно отражают отдель ные стороны функционирования ЛВС в соответствии с целью ис следования и имеют такую степень детализации, которая достаточ на для решения конкретной задачи с требуемой точностью.

13.2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

Использование аналитических методов связано с необходимостью построения математических моделей ЛВС в строгих математических терминах. Аналитические модели ВС носят обычно вероятностный характер и строятся на основе понятий аппарата теорий массового обслуживания, вероятностей и марковских процессов, а также методов диффузной аппроксимации. Могут также применяться дифференциальные и алгебраические уравнения.

При использовании этого математического аппарата часто удается быстро получить аналитические модели для решения достаточно широкого круга задач исследования ЛВС.

В  то же время аналитические модели имеют ряд существенных недостатков, к числу которых следует отнести:

• значительные упрощения, свойственные большинству анали тических моделей (представление потоков заявок как простейших, предположение об экспоненциальном распределении длительно стей обслуживания заявок, невозможность обслуживания заявок одновременно несколькими приборами, например процессором и оперативной памятью, и др.). Подобные упрощения, а зачастую искусственное приспособление аналитических моделей с целью ис пользования хорошо, разработанного математического аппарата для исследования реальных ЛВС ставят иногда под сомнение ре зультаты аналитического моделирования;

• громоздкость вычислений для сложных моделей, например, использование для представления в модели процесса функциони рования современной ЛВС по методу дифференциальных уравне ний Колмогорова требует (для установившегося режима) решения сложной системы алгебраических уравнений;

• сложность аналитического, описания вычислительных про цессов ЛВС. Большинство известных аналитических моделей мож но рассматривать лишь как попытку подхода к описанию процес сов функционирования ЛВС;

• недостаточная развитость аналитического аппарата в ряде случаев не позволяет в аналитических моделях выбирать для ис следования наиболее важные характеристики (показатели эффек тивности) ЛВС. Особенно большие затруднения при аналитиче ском моделировании связаны с учетом в процессах функциониро вания ЛВС программных средств операционных систем и друго го общего ПО.

Указанные особенности позволяют заключить, что аналитиче ские методы имеют самостоятельное значение лишь при исследо вании процессов функционирования ЛВС в первом приближении и в частных, достаточно специфичных задачах. В этих случаях возможности исследования аналитических моделей ЛВС сущест венно расширяют приближенные методы, например методы диф фузионной аппроксимации, методы операционного анализа и ана литические сетевые модели.

13.3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

В отличие от аналитического имитационное моделирование снимает большинство ограничений, связанных с возможностью от ражения в моделях реального процесса функционирования иссле дуемой ЛВС, динамической взаимной обусловленности текущих и последующих событий, комплексной взаимосвязи между пара метрами и показателями эффективности системы и т. п. Хотя ими тационные модели во многих случаях 'более трудоемки, менее ла коничны, чем аналитические, они могут быть сколь угодно, близки к моделируемой системе и просты в использовании.

Имитационные модели представляют собой описание объекга исследования на некотором языке, которое имитирует элементар ные явления, составляющие функционирование исследуемой си стемы, с сохранением их логической структуры, пocлeдoвaтeльнo сти протекания во времени, особенностей и состава информации о, состоянии процесса. Можно отметить имеющуюся аналогию ме жду исследованием процессов методом имитационного моделиро вания и экспериментальным их исследованием.

Описания компонентов реальной ВС в имитационной модели носят определенный логикоматематический характер и представ ляют собой совокупность алгоритмов, имитирующих функциони рование исследуемой ВС. Моделирующая программа, построенная на основе этих алгоритмов (т. е. на основе математической моде ли), позволяет свести имитационное моделирование к проведению экспериментов на ЭВМ путем их «прогона» на некотором множе стве входных данных, имитирующих первичные события, которые происходят в системе. Информация, фиксируемая в процессе ис следования имитационной модели, позволяет определить требуе мые показатели, характеризующие качество исследуемой ВС.

Основными недостатками имитационного моделирования, не смотря на появившиеся в последнее время различные системы мо делирования, остаются сложность, высокая трудоемкость и стои мость разработки моделей, а иногда и большая ресурсоемкость моделей при реализации на ЭВМ.

Хотя существующие сегодня продукты моделирования способ ны помочь квалифицированному инженеру ЛВС моделировать и планировать сеть, они, по мнению экспертов, все еще слишком сложны в использовании и порой неадекватно моделируют вычи слительную среду клиентсервер. Специалисты считают, что необ ходимы новые модели распределенной обработки, в которых ос новное внимание уделялось бы пропускной способности сети от одного узла к другому.

Пакетная ориентация существующих моделирующих программ означает, что архитектор сети или инженер должен сам опреде лить, позволит ли убыстрение конвейерной передачи улучшить время реакции. Это справедливо для любого вида приложений, но особенно важно для программ класса клиентсервер. Поскольку есть много способов обработки распределения между клиентом и сервером, производительность нужно измерять на основе влияния приложения, а не только пропускной способности каналов связи. Например, приложение, которое выполняет большую часть своей обработки со стороны клиента, может создавать впечатление ин тенсивного использования. Однако реально основной объем исполь зования сети происходит при загрузке программы, а здесь прием лемое время реакции — 20 или 30 с. Напротив, для совместно ис пользуемой базы данных может потребоваться более быстрый кон вейер.

Средства моделирования обычно включают в себя модули об работки, эмулирующие сетевые устройства (мосты и концентра торы), так что моделируемый трафик будет подвергаться той же обработке, что и реальный.

Например, в пакете моделирования PlanNet фирмы Comdisco имеется возможность эмуляции всего оборудования—от сети To ken Ring и сегментов Ethernet до средств передачи речевых данных и телекоммуникационных линий Т3.

После того как модель сети построена и работает, можно по экспериментировать, добавляя в нее протоколы, пользователей или сетевые сегменты. Можно разбить сеть на дополнительные сегменты, применив в них, например, линию связи Т1, и посмот реть, что произойдет. Средство моделирования покажет коэффи циент использования сети в процентах от ее пропускной способ ности, уровни графика и ошибок, время реакции.

Все это требует времени. Построение точной модели сложной сети может занять месяц или более. Следует принимать во внима ние также значительную стоимость подобных пакетов (порядка 10000 дол.).

Эти продукты настолько сложны, что многие специалисты по ЛВС занимают выжидательную позицию.

Однако хороший пакет моделирования сети поможет не только найти «узкие» места и помочь в инсталляции нового сетевого обо рудования, но и реально сэкономить средства. Точно предсказав трафик ЛВС, можно избежать неправильного построения своей сети или отказаться от приобретения ненужного оборудования.

Финансовые аспекты моделирования являются решающими. Продукт NetMaker фирмы MakeSystems включает в себя шабло ны трафика для всех основных типов кабелей, что позволяет при кинуть, поможет ли MCI реально сэкономить средства для уста новления конкретной связи.

Продукт NetMaker уникален еще и тем, что в нем использу ются указываемые поставщиком характеристики производитель ности. Такие фирмыпоставщики, как Wellfleet Communications и CiscoSystems, подготавливают для Maker детальные таблицы производительности, на основе которых и производится модели рование. Этот процесс настолько отличается от других средств моделирования, что NetMaker является скорее не программой мо делирования, а профайлером приложений.

Спрос на высокоскоростные приложения, способные к работе в стандартных кабельных системах категории 5, удовлетворяется с помощью мегабитных приложений, таких как, например, АТМ 155 Мбит/с и Gigabit Ethernet (lOOOBaseT), использующих для передачи сигналов все четыре пары. Для обеспечения устойчивой работы подобных систем в последнее время на рынок стали поставляться продукты с частотными характеристиками, расширенными до 350 МГц.


Серверы масштаба предприятия и суперсерверы