Сетевые характеристики. Лекция 3 презентация

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТРЕБОВАНИЯ
Все множество характеристик качества транспортных услуг сети можно отнести к одной из следующих групп:
производительность;
надежность;
безопасность;
характеристики, имеющие значение только для поставщика услуг.
Первые три группы соответствуют трем наиболее важным для пользователя характе­ристикам транспортных услуг — возможности без потерь и перерывов в обслуживании (надежность) передавать с заданной скоростью (производительность) защищенную от несанкционированного доступа и подмены информацию (безопасность). Поставщик сетевых услуг, стремясь удовлетворить требования клиентов, также уделяет внимание этим характеристикам.
Поставщику необходимо найти такой баланс в распределении ресурсов между конкурирующими потоками, чтобы требования всех пользователей были соблюдены. Решение этой задачи включает планирование и контроль расходования ресурсов в процессе передачи пользовательского трафика.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ИДЕАЛЬНОЙ СЕТИ
Долговременные характеристики (или характеристики проектных решений) определяются на промежутках времени от нескольких месяцев до нескольких лет. Примерами таких харак­теристик являются количество и схема соединения коммутаторов в сети, пропускная спо­собность линий связи, конкретные модели и характеристики используемого оборудования. Долговременные характеристики определяются на стадии формирования проектного решения по реализации конкретной сети.
Среднесрочные характеристики определяются на интервалах времени от нескольких се­кунд до нескольких дней. Как правило, за это время происходит обслуживание большого количества пакетов. Например, к среднесрочным характеристикам может быть отнесено усредненное значение задержки пакетов по выборке, взятой в течение суток.
Краткосрочные характеристики относятся к темпу обработки отдельных пакетов и изме­ряются в микросекундном и миллисекундном диапазонах. Например, время буферизации, или время пребывания пакета в очереди коммутатора либо маршрутизатора, является ха­рактеристикой этой группы.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ИДЕАЛЬНОЙ СЕТИ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РЕАЛЬНОЙ СЕТИ

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТИ
Характеристики произво­дительности сети, такие как, задержка пакета, являются случайными величинами. Для оценки характеристик случайных процессов служат статистические методы. Статистические характеристики выявляют закономерности в поведении сети, которые устойчиво проявляются только в длительных периодах времени.
Основным инструментом статистики является так называемая гистограмма распределения оцениваемой случайной величины. Рассмотрим, например, гистограмму задержки пакета. Будем считать, что нам удалось измерить задержку доставки пакетов в достаточно большой выборе из 2600 пакетов.
Для того чтобы получить гистограмму распределения, мы должны разбить весь диапазон измеренных значений задержек на несколько интервалов и подсчитать, сколько пакетов из нашей выборки попало в каждый интервал.
При увеличении количества интервалов и времени наблюдения гистограмма в пределе переходит в непрерывную функцию, которая называется плотностью распределения за­держки доставки пакета (показана пунктиром).
Вероятность того, что значение случайной величины окажется в определенном диапазоне, равна интегралу плотности распределения случайной величины от нижней до верхней границы данного ди­апазона.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТИ

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК СЕТИ

ПРОВЕДЕНИЕ АКТИВНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В СЕТИ
Активные измерения основаны на генерации в узле-источнике специальных «измеритель­ных» пакетов. Эти пакеты должны пройти через сеть тот же путь, что и пакеты, характе­ристики которых мы собираемся оценивать. Измерения в узле назначения проводятся на последовательности «измерительных» пакетов.
Активные измерения позволяют:
Создавать измерительные пакеты специального формата для того, чтобы помещать в них необходимую для измерения информацию, например временную отметку (time-stamp) отправки пакета.
Легче добиться хо­рошей синхронизации сервера-генератора и сервера-измерителя, так как в схеме активных измерений они представляют собой выделенные узлы.
Возможное отсутствие доступа к компьютерам пользователей для установки специфического программного обеспечения.
Недостаточная оптимизация операционных систем клиентов для проведения точных измерений.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДЕРЖЕК И ПОТЕРЬ ПАКЕТОВ
Для оценки производительности сети используются различные характеристики задержек и потерь пакетов, в том числе:
односторонняя задержка пакетов;
вариация задержки пакета;
время реакции сети;
время оборота пакета.
Единичное значение односторонней задержки пакетов (One-Way Delay Metric, OWD) опре­деленного типа определяется как интервал времени между моментом помещения в исходящую линию связи первого бита пакета узлом-отправителем и моментом приема последнего бита пакета с входящей линии связи узла-получателя.
В том случае, если пакет не прибыл в узел назначения за некоторое достаточно большое время (точное значение определяет разработчик системы измерений), пакет считается утерянным, а его задержка неопределенной (ее можно полагать равной бесконечности).
Последовательность замеров рекомендуется выполнять в случайные моменты времени, подчиняющиеся распределению Пуассона. Такой порядок выбора времени замеров по­зволяет избежать возможной синхронизации измерений с любыми периодическими флюктуациями в поведении сети, так как подобная синхронизация может существенно исказить наблюдаемую картину.
Для одностороннего времени задержки стандарт рекомендует использовать следующие статистические оценки:
квантиль для некоторого процента;
среднее значение задержки;
минимальное значение задержки (в выборке).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДЕРЖЕК И ПОТЕРЬ ПАКЕТОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАДЕРЖЕК И ПОТЕРЬ ПАКЕТОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТЕРЬ ПАКЕТОВ
ДОСТУПНОСТЬ И ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ
Для оценки надежности сложных систем применяется следующий набор характеристик.
Доступность (availability) означает долю времени, в течение которого система или служба на­ходится в работоспособном состоянии.
Отказоустойчивость (fault tolerance) – способность системы скрывать от пользователя отказ отдельных ее элементов.
В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы — деградации, с сохранением работоспособности.