Lähiverkkojen suorituskyky

1. Lähiverkkojen suorituskyky Tuomas L Karhula 0222311 TITE4

2. Mitä suorituskyvyllä tarkoitetaan • Eri merkitys/tarkoitus verkon jäsenille • Verkonvalvojalle tärkeää kuormittumisen jakautuminen tasaisesti aiheuttamatta pidempiaikaista raskasta kuormitusta • Käyttäjälle ratkaisevaa, kuinka nopeasti verkko vastaa hänen antamiin komentoihin ja kuinka nopeasti dataa saadaan siirrettyä

3. Suorituskyvyn käsitteitä • Kaistanleveys • Oheistiedot • Läpäisykyky • Verkon hyötykäyttö • Huojunta • Vasteaika

4. Suorituskykyyn vaikuttavat tekijät • Verkon kapasiteetti • Etenemisviive • Kehyksien bittimäärä • Käytettävä verkkotekniikka • Kaapelointi, toistinten tiheys • Käyttäjien syöttämä kuormitus • Verkkoon liitettyjen laitteiden lukumäärä

5. Suorituskykyyn vaikuttavat tekijät • Kaistanleveydellä, käytettävällä tekniikalla sekä kehysten bittimäärällä yhdessä suurin merkitys suorituskykyyn • Myös muut tekijät tärkeitä, etenkin käyttökuormitus sekä laitteiden määrä, mutta edelliset tekijät vaikuttavat näihin.

6. Kehyksien bittimäärä • Pienemmällä kehyskoolla tarvitaan enemmän kehyksiä  enemmän oheistietoa, mikä pienentää tehokkuutta • Ethernet-kanavassa kulkevien kehysten maksimilukumäärät: 10 Mbps: 14 880 kpl/s 100 Mbps: 148 800 kpl/s 1 Gbps: 1 488 000 kpl/s

7. Kehyksien bittimäärä

8. Suorituskyvyn mittaaminen • Liikenteen lukemiseen Ethernetissä vaaditaan laitetta, joka lukee kaikki lähiverkossa kulkevat kehykset • Tavallinen työasema tai erityisvalmisteinen laite • Tulostavat tilastoja verkon toiminnasta ja kuormituksesta • Ethernetin tehokkaamman toiminnan takaamiseksi verkko usein segmentoitu • Vaikeuttaa liikenteen mittaamista

9. Suorituskyvyn mittaaminen • Yksi kokonaisuus: seurantalaitteen kytkentä suoraan törmäysalueeseen koaksiaalikaapelilla • Segmentoitu: ei mahdollista kytkeä seurantalaitetta kytkimen porttiin, sillä liikenteen erottelu perustuu osoitteiden suodattamiseen • Segmentoidussa verkkoratkaisussa seurattava suoraan itse kytkintä. • Markkinoilla kytkimiä ja keskittimiä integroidulla hallintajärjestelmällä

10. Suorituskyvyn mittaaminen • Suorituskykyä tarkastellaan usein käyttötiedon perusteella • RMON- (Remote Network Monitoring) ja SMON-standardit (Switch Monitoring) • Perustuvat SNMP-protokollaan • Suorituskykyä mittaavia tilastointimenetelmiä, ominaisuudet sisältävät laitteet asennetaan kytkimen tai keskittimen porttiin

11. RMON-data

12. Ethernetin tilastoitavat parametrit • Kuormituksen mittaamisen kannalta oleellista informaatiota ovat • Verkon käyttöaste eri ajankohtina • Broadcast- ja multicast-lähetysten määrä • Perustason virhetilastot • CRC-virheet, tasausvirheet, liian suuret kehykset jne. • Törmäysten suhteellinen määrä

13. Seuranta-aika • Mittausaikajakson pituus, jolta suorituskykyä mitataan • Pituus vaikuttaa tiedon merkittävyyteen • Reaaliaikaisen toiminnan seuraamiseen yleinen on yksi sekunti, verkon kuormituksen kannalta 30 minuuttia sopiva • Sekunti tuo esille ajoittaiset lyhytaikaiset piikit, puoli tuntia tasaa ne antamalla kuvan verkon todellisesta pidempiaikaisesta kuormituksesta • Voidaan muodostaa tilastoja ja kaavioita seurannan helpottamiseksi

14. Ethernetin kuormittuminen • Voidaan jakaa kolmeen kuormitusluokkaan (Mart Molle, 1994) • Perustuu Mollen tutkimukseen, jossa hän tutki BEB-viivästysalgoritmin (Binary Exponential Backoff) toimintaa sekä vasteaikojen muodostumista • Luokkajako: • Kevyesti kuormitettu • Kohtuullisen raskaasti kuormitettu • Hyvin raskaasti kuormitettu

15. Ethernetin kuormittuminen • Kevyesti kuormitettu • Ethernet-kanavan keskimääräinen käyttösuhde 0 – 50 %, hakuaikaviiveet eli vasteajat luokkaa 0,001 sekuntia • Kohtalaisen raskaasti kuormitettu • Käyttösuhde 50 – 80 %, hakuaikaviiveet luokkaa 0,01 – 0,1 sekuntia • Hyvin raskaasti kuormitettu • Käyttösuhde 80 – 100 %, hakuaikaviiveet jopa sekunteja, lähetysviiveiden määrät ja pituudet korkeita

16. Ethernetin vasteaika Ethernet- kanavan kuormituksen ja työasemien vaikutus vasteaikojen pituuteen

17. Ethernetin suorituskyvyn huomioiminen • Ylimääräistä kaistanleveyttä varattava jo verkon suunnitteluvaiheessa verkon laajenemisen ja raskaiden sovellusten varalta • Suorituskyvyn parannuskeinoja: • Siirtyminen nopeampaan verkkoteknologiaan (esim. 10 Mbps  100 Mbps) • Jakamalla lähiverkko edelleen pienempiin segmentteihin kytkimien avulla (kustannustehokkain keino) • Fibre Channelin eli kuitukanavan hyödyntäminen, tähän palataan kohta

18. Suorituskyky ja käyttäjä • Käyttäjä käsittää usein suorituskyvyllä sen, kuinka nopeasti hän voi siirtää ja vastaanottaa dataa verkossa (läpäisykyky) • Vaikuttavia tekijöitä: • Käyttäjän työasemassa olevan korkean tason verkkoprotokollaohjelmiston suorituskyky • Korkean tason protokollapakettien vaatima oheistieto • Käytettävän sovelluksen suorituskyky • Käyttäjän työaseman suorituskyky • Käyttäjän verkkosovittimen suorituskyky

19. WLANin suorituskyky • Langattomien lähiverkkojen mahdollistamat tiedonsiirtonopeudet vielä toistaiseksi heikompia verrattuna perinteisiin kaapelikytkentäisiin verkkoihin • Motiivit langattoman käyttöön muita • Lyhytaikainen käyttö, ei mahdollisuutta kaapelointiin • Langattomien lähiverkkojen suorituskykyyn vaikuttaa huomattavasti radiokuuluvuus (2,4 GHz ja 5 GHz)

20. WLANin suorituskyky • Viiden gigahertsin taajuus tarjoaa suuria tiedonsiirtonopeuksia, ongelmana taajuuden kasvaessa radiokuuluvuuden pieneneminen

21. Fibre Channel • Kuitukanava, hyödyntää tiedonsiirtoon optista kuitua sekä lyhyt- tai pitkäaaltoista laseria • Myös perinteiset kaapelit mahdollisia • Verkkoteknologia, joka liitetään muihin verkkoihin yhdyskäytävien avulla • Kehitetty lähiverkkoihin erittäin nopeaan tiedonsiirtoon työasemien ja liitännäislaitteiden välille • Voidaan käyttää verkoissa ja oheislaitteiden liitäntäväylänä

22. Fibre Channel • Mahdollistaa useiden erilaisten tiedonsiirtoprotokollien käytön  voidaan käyttää muiden verkkotekniikoiden ohessa parantamaan niiden suorituskykyä • Nopeusluokat 100, 200, 400, 800 Mbps, 2 Gbps • Soveltuu suurien tietomäärien kuljettamiseen

23. Lopuksi… • Suorituskykyyn vaikuttavien tekijöiden määrä valtava, lähiverkon suorituskyvyn saa parhaiten selville kokeilemalla • Suurin merkitys kaistanleveydellä, kehysten bittimäärällä sekä käytettävällä verkkotekniikalla • Suorituskyvyn mittaamiseen käytetään pääasiassa käyttötiedosta muodostettuja tilastoja, joiden perusteella nähdään kuormituksen määrä ja painotus • Seuranta-aika vaikuttaa mittausten merkittävyyteen

24. …lopuksi • Ethernetin kuormittuminen jaotellaan kolmeen luokkaan • Kevyt, kohtalaisen raskas ja hyvin raskas kuormitus • Verkon kuormitus ei ole tasaista, vaan siinä esiintyy käytön perusteella piikkejä sekä kuoppia • Hetkellinen verkonkuormitus voi olla hyvinkin raskasta • Kuormituksen määrä luonnollisesti vaikuttaa verkon vasteaikoihin ja toiminnan luotettavuuteen

25. LOPPU! Kiitos 