Lähiverkkojen suorituskyky Tuomas L Karhula TITE4

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

Suorituskyvyn käsitteitä Kaistanleveys Oheistiedot Läpäisykyky Verkon hyötykäyttö Huojunta Vasteaika

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

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.

Kehyksien bittimäärä Pienemmällä kehyskoolla tarvitaan enemmän kehyksiä  enemmän oheistietoa, mikä pienentää tehokkuutta Ethernet-kanavassa kulkevien kehysten maksimilukumäärät: 10 Mbps: kpl/s 100 Mbps: kpl/s 1 Gbps: kpl/s

Kehyksien bittimäärä Datakentän tavukoko (kehys) Kehyksien maksimimäärä/sek Datakentän bittien maksimimäärä/sek 46 (64) (82) (146) (274) (530) (1042) (1518)

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

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

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

RMON-data AikaPakettien lkmBroadcastMulticastKuormitus 09.42: % 10.12: % 10.42: % 11.12: % 11.42: % 12.12: % 12.42: % 13.12: %

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

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

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

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

Ethernetin vasteaika Ethernet- kanavan kuormituksen ja työasemien vaikutus vasteaikojen pituuteen

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

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

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)

WLANin suorituskyky Viiden gigahertsin taajuus tarjoaa suuria tiedonsiirtonopeuksia, ongelmana taajuuden kasvaessa radiokuuluvuuden pieneneminen StandardiNimellisnopeusTodellinen nopeusTaajuusalue 802, Mbps0,8 - 1,5 Mbps2.4 GHz b11 Mbps5,5 Mbps2,4 GHz a54 Mbps Mbps5 GHz g54 Mbps Mbps2.4 GHz

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

Fibre Channel Media800 Mbps400 Mbps200 Mbps100 Mbps SM-kuitu10 km - MM-kuitu 50/1250,5 km1 km2 km10 km MM-kuitu 62,5/ m350 m1500 m Koaksaalikaapeli25 m50 m75 m100 m Koaksaalikaapeli10 m15 m25 m35 m Suojattu parikaapeli m100 m 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

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

…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

LOPPU! Kiitos