งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

SPU Information Science Institute of Sripatum University Sripatum University 1 IS516 Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "SPU Information Science Institute of Sripatum University Sripatum University 1 IS516 Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 SPU Information Science Institute of Sripatum University Sripatum University 1 IS516 Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย Asst.Dr.Surasak Mungsing

2 2 Network Performance Lecture 08 Network Performance

3 SPU Information Science Institute of Sripatum University 3 Types of Information (1/2) Audio CD audio quality: 44000smp/sec, each sample using 16 bits 16 bits * 44000smp/sec = 1.41mbps to transmit clearly Data Digital data is binary: uses 1s and 0s to represent everything Data encoded in strings i.g. ASCII

4 SPU Information Science Institute of Sripatum University 4 Types of Information (2/2) Image Common Raster Formats; JPEG, GIF Common Document Formats: PDF, Postscript, (Both include text and graphics) More pixels=better quality=larger size More compression=reduced quality=increased speed “Lossy” gives from 10:1 to 20:1 compression “Lossless” gives less than 5:1 Format (vector vs bitmapped/raster) affects size and therefore bandwidth requirements Video Sequences of images over time Significantly higher bandwidth requirements in order to send images (frames) quickly enough

5 SPU Information Science Institute of Sripatum University 5 ปัญหาเกี่ยวกับประสิทธิภาพบนระบบเครือข่าย ความคับคั่งของข้อมูลเนื่องจากการใช้งานเกินขีด ความสามารถของทรัพยากรที่มี การใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงหลายชนิดที่ไม่สมดุลกัน ปัญหา “Broadcast storm” อันเนื่องจากการกำหนด ค่าพารามิเตอร์สำหรับการควบคุมผิดพลาดในการ สื่อสารแบบกระจายข่าว ปัญหาการ “Restart” โฮสภายหลังจากที่ระบบไฟฟ้า กลับคืนสู่สภาพปกติ

6 SPU Information Science Institute of Sripatum University 6 ปัญหาการนำโปรโตคอลแบบเก่ามาใช้ควบคุมการ สื่อสารในระบบเครือข่ายความเร็วสูงมาก สมมุติฝ่ายรับมี buffer 64KB ความเร็วในการส่งข้อมูล 1 Gbps (จาก San Diego ไปยัง Boston) ระยะเวลาในการส่งข้อมูลถึงผู้รับ 20 ms (a) ที่เวลา t = 0, (b) เมื่อเวลาผ่านไป 500 μsec, (c) เมื่อเวลาผ่านไป 20 msec, (d) เมื่อเวลาผ่านไป 40 msec San Diego Boston การใช้ระบบ เครือข่าย ความเร็วสูงมาก อาจทำให้เกิด การส่งข้อมูลที่มี ประสอทธิภาพ ต่ำมากได้

7 SPU Information Science Institute of Sripatum University 7 ปัญหาการนำโปรโตคอลแบบเก่ามาใช้ควบคุมการสื่อสาร ในระบบเครือข่ายความเร็วสูงมาก (2/2) การส่งข้อมูลส่งข้อมูล 64 KB ด้วยความเร็วในการส่งข้อมูล 1 Gbps เสร็จ ในเวลา 0.5 ms แพ็กเก็ต TPDU ทั้งหมดจึงอยู่ในสายสื่อสารและผู้ส่ง จะต้องหยุดส่งจนกว่าจะได้รับอนุญาตจากผู้รับ ระยะเวลาในการส่งข้อมูลจากผู้ส่งไปถึงผู้รับ 20 ms (TPDU ตัวแรก เดินทางไปถึง) ต้องใช้เวลา 40 ms นับตั้งแต่เริ่มต้นการทำงาน แพ็กเกตตอบรับตัวแรก เดินทางไปถึงผู้ส่ง ซึ่งจะสามารถส่งข้อมูลชุดที่ 2 ออกมาได้ จะเห็นได้ว่า สายสื่อสารถูกใช้งานเพียง 0.5 ms จากเวลาทั้งหมด 40 ms หรือประมาณ 1.25% เท่านั้น อีก 98.5% คือเวลาที่ไม่ได้ใช้สายสื่อสาร เลย

8 SPU Information Science Institute of Sripatum University 8 Bandwidth-Delay Product เป็นตัวเลขที่นำมาใช้ในการพิจารณาประสิทธิภาพของ เครือข่าย คำนวณจากผลคูณของ bandwidth มีหน่วยเป็น bps กับ ระยะเวลาในการเดินทางของข้อมูล 1 รอบ (หน่วยเป็น sec) จากตัวอย่าง bandwidth-delay product มีค่า 40 Mb ซึ่ง หมายความว่าผู้ส่งจะต้องส่งข้อมูลขนาด 40 ล้านบิต จึงจะ ทำให้การสื่อสารดำเนินไปที่ความเร็วสูงสุดตลอดเวลา นับ จนกระทั่งข้อมูลตอบรับของข้อมูลชุดแรกเดินทางกลับ มาถึงผู้ส่ง ประสิทธิภาพการทำงานจะอยู่ในระดับที่ดีเมื่อหน้าต่าง สื่อสาร (window) ของผู้รับมีขนาดเท่ากับค่าของ bandwidth-delay product

9 SPU Information Science Institute of Sripatum University 9 Network Performance Response Time – เวลาที่ระบบใช้ในการ ตอบสนองเมื่อได้รับข้อมูลนำเข้า Throughput – ปริมาณงานที่คอมพิวเตอร์ทำ ได้ในช่วงเวลที่กำหนด

10 SPU Information Science Institute of Sripatum University 10 Response Time การตอบสนองของผู้ใช้ (User response time) การตอบสนองของระบบ (System response time) เวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย (Network transfer time - throughput)

11 SPU Information Science Institute of Sripatum University 11 Response Time Requirements

12 SPU Information Science Institute of Sripatum University 12 Bandwidth Requirements What happens when bandwidth is insufficient? How long does it take to become impatient? Is data communicatio n ever “fast enough”?

13 SPU Information Science Institute of Sripatum University 13 Response time range มากว่า 15 วินาที การตอบสนองที่ใช้เวลานานมากกว่า 15 วินาทีแทบจะใช้ไม่ได้กับ การสนทนาโต้ตอบกัน หรือแม้แต่การรอคำตอบจากการสอบถามต่อ ครั้ง ยิ่งถ้าเป็นคนเร่งรีบแล้วดูเหมือนว่าจะรับไม่ได้เลย ถ้ามีความ ล่าช้าในการตอบสนองมากถึงระดับนี้ ผู้ออกแบบระบบจะต้อง ออกแบบให้สามารถเปลี่ยนไปทำกิจการอื่นได้ในระหว่างรอการ ตอบสนองของกิจกรรมที่ผ่านมา มากกว่า 4 วินาที โดยทั่วไปแล้วการตอบสนองที่ใช้เวลามากกว่า 4 วินาทีดูเหมือนจะ นานเกินไปสำหรับกิจกรรมกับเจ้าหน้าที่รับสายในการให้ข้อมูลเพื่อ แก้ปัญหา เนื่องจากเจ้าหน้าที่จะไม่สามารถระลึกถึงข้อสนทนา สนทนาได้อย่างครบถ้วน ความล่าช้าในการตอบสนองระดับนี้นับว่า เป็นอุปสรรคอย่างยิ่งต่อการแก้ปัญหาและมักทำให้เกิดอาการ หงุดหงิดในการให้ข้อมูล แต่ถ้าการสนทนาประเด็นหลักๆครบถ้วน แล้ว เวลาในช่วงเวลา 4-15 วินาทีนี้นับว่าพอรับได้

14 SPU Information Science Institute of Sripatum University 14 Response time range (cont.) 2 -4 วินาที การตอบสนองที่ใช้เวลานานกว่า 2 วินาทีถือว่าเป็นอุปสรรคต่อ การสนทนากับเจ้าหน้าที่รับสายที่ต้องใช้สามาธิในการทำงานสูง การต้องรอคอยเป็นเวลา 2-4 วินาที่ดูเหมือนว่าจะนานเกินไป สำหรับผู้ใช้ที่ถูกหน่วงไว้แต่อย่ในอารมณ์ต้องการให้การสนทนา เสร็จสิ้นโดยเร็ว แต่ช่วงเวลาที่รอคอยนี้ก็สามารถเป็นที่ยอมรับได้ ถ้าได้พูดประเด็นสำตัญบางประการไปบ้างแล้ว น้อยกว่า 2 วินาที เมื่อผู้ใช้ปลายทางต้องจดทำข้อมูลจากการตอบสนองโดยระบบ หลายๆครั้ง ระยะเวลาในการตอบนองจะต้องเร็ว ยิ่งข้อมูลที่ จะต้องจดจำมีมาก ก็ยิ่งต้องการเวลาตอบสนองน้อยกว่า 2 วินาที สำหรับกิจกรรมที่ต้องมีการวางแผนอย่างละเอียด การตอบสนอง ของระบบก็จะต้องถูกจำกัดไว้ที่ไม่เกิน 2 วินาที

15 SPU Information Science Institute of Sripatum University 15 Response time range (cont.) ไม่ถึง 1 วินาที (Subsecond response time) สำหรับงานที่ต้องใช้ความคิดมากบางประเภท โดยเฉพาะงาน ประเภท graphics นั้นต้องการเวลาที่ใช้ในการตอบสนองเร็วมาก เพื่อดึงดูดความสนใจของผู้ใช้ไว้นานๆ ไม่ถึง 0.1 วินาที การตอบสนองของการกดคีย์บนแป้นพิมพ์และเห็นตัวอักษรแสดง บนจอภาพ หรือการใช้เมาส์คลิ๊กที่ object บนจอภาพต้องการ การตอบสนองเกือบจะโดยทันที นั่นคือ น้อยกว่า 0.1 วินาที

16 SPU Information Science Institute of Sripatum University 16 System Tuning การใช้ buffer ขนาดและ priority ของการ ประมวลผลอย่างเหมาะสม การกำหนดระยะเวลารอคอย (timeout) ให้ เหมาะสม ใช้เทคนิคที่เรียกว่า “piggyback”

17 SPU Information Science Institute of Sripatum University 17 Basic Loop to improve network performance วัดประสิทธิภาพของพารามิเตอร์ต่างๆ ทำความใจปัญหาที่เกิดขึ้น เปลี่ยนแปลงค่าพารามิเตอร์ครั้งละ 1 ตัว เมื่อเครือข่ายมีประสิทธิภาพการทำงานต่ำเกินไป ผู้บริหารระบบ จำเป็นต้องแก้ไข สิ่งแรกที่จะต้องทำคือการวัดประสิทธิภาพระบบ ซึ่ง มีวงรอบการปรับปรุงประสิทธิภาพดังนี้ วงรอบการทำงานนี้จะต้องกระทำซ้ำไปเรื่อยๆจนกว่า ประสิทธิภาพของระบบจะอยู่ในเกณฑ์ที่พอใจหรือแน่ใจว่า ระบบอยู่ในภาวะที่ดีที่สุดแล้ว

18 SPU Information Science Institute of Sripatum University 18 Simulation Result Response as a function of load.

19 SPU Information Science Institute of Sripatum University 19 System Design for Better Performance Rules: ความเร็วของ CPU สำคัญมากกว่าความเร็วของเครือข่าย ลดการนับแพ็กเกตช่วยลดเวลาการทำงานของซอฟต์แวร์ ทำการสลับสายให้น้อยที่สุด ทำสำเนาข้อมูลให้น้อยที่สุดMinimize copying. คุณสามารถจ่ายเพื่อเพิ่มค่า bandwidth แต่ไม่สามารถจ่าย เพื่อลดความล่าช้า การหลีกเลี่ยงสภาวะคับคั่งดีกว่าการแก้ไข หลีกเลี่ยงการใช้ timeout

20 SPU Information Science Institute of Sripatum University 20 TCP Congestion Control (a) เครือข่ายความเร็วสูงส่งข้อมูลให้ผู้รับความจุต่ำ (b) เครือข่ายความเร็วต่ำส่งข้อมูลให้ผู้รับความจุสูง

21 SPU Information Science Institute of Sripatum University 21 System Design for Better Performance Context switches ทำงาน 4 ครั้งเพื่อจัดการกับแพ็กเก็ตหนึ่ง ด้วย user-space network manager.

22 SPU Information Science Institute of Sripatum University 22 Fast TPDU Processing The fast path from sender to receiver is shown with a heavy line. The processing steps on this path are shaded. ต้องมีการตรวจสอบว่า (1) ระบบมีสถานะการ ทำงานเป็น established หรือไม่ (2) ไม่มีฝ่ายใดต้องการ ยกเลิกการสื่อสาร (3) เป็นแพ็กเกต TPDU เต็มขนาด (4) ฝ่ายผู้รับยังคงมีพื้นที่สำหรับรับข้อมูล

23 SPU Information Science Institute of Sripatum University 23 ความต้องการโปรโตคอลความเร็วสูง Computing speed สายสื่อสารมีความเร็วสูงมาก โปรแกรมประยุกต์ที่เป็น multimedia

24 SPU Information Science Institute of Sripatum University 24 Protocols for Gigabit Networks Time to transfer and acknowledge a 1-megabit file over a 4000-km line.

25 SPU Information Science Institute of Sripatum University 25 Gigabit Ethernet (GbE) Transmitting Ethernet packets at a rate of a gigabit per second, defined by the IEEE 802.3z and 802.3ab standards.Ethernetgigabit per secondIEEE 802.3z Initial standard for Gigabit Ethernet (802.3z) standardized by the IEEE in June z is commonly referred to as 1000Base-X (where -X refers to either -CX, -SX, -LX, or (non-standard) -ZX). IEEE 802.3ab, ratified in 1999, defines Gigabit Ethernet transmission over unshielded twisted pair (UTP) category5, 5e, or 6 cabling and became known as 1000Base-T.category5, 5e or 6 Fiber Gigabit Ethernet has recently been overtaken by 10 Gigabit Ethernet, ratified by the IEEE in 2002 and provided data rates 10 times greater than that of Gigabit Ethernet10 Gigabit Ethernet2002

26 SPU Information Science Institute of Sripatum University 26 Gigabit Ethernet packets The Gigabit Ethernet data link layer encapulates packets with a frame header (which includes MAC addresses and other header information) and a 32-bit Frame Check Sequence (FCS) before encoding to send them across the physical (fiber or copper) mediumdata link layer encapulatesFrame Check Sequence

27 SPU Information Science Institute of Sripatum University 27 Fiber Optic Gigabit Ethernet 1000BASE-SX operates over multi-mode fiber, using 850 nanometer, near infrared (NIR) light wavelengthmulti-mode fibernanometer infraredlightwavelength usually work over significantly longer distances highly popular for intra-building links in large office buildings 1000BASE-LX using a long wavelength laser, wavelength 1270 to 1355 nm work over a distance of up to 2 km over 9 µm single- mode fiber can also run over multi-mode fiber with a maximum segment length of 550 m 1000BASE-CX connections over short distances (maximum of 25 meters per segment) using copper cable (balanced shielded twisted pair)shielded twisted pair succeeded by 1000BASE-T

28 SPU Information Science Institute of Sripatum University 28 Copper Cabling Gigabit Ethernet 1000BASE-T also known as IEEE 802.3ab, standard for Gigabit Ethernet over copper wiringcopper requires, at a minimum, Category 5 cable, but Category 5e ("Category 5 enhanced") and Category 6 cable is often recommendedCategory 5 cableCategory 6 cable requires all four pairs to be present 1000BASE-TX reduced the cost of the required electronics by only using two pair in each direction required Category 6 cable

29 SPU Information Science Institute of Sripatum University 29

30 30 การวัดประสิทธิภาพ ของเครือข่าย

31 SPU Information Science Institute of Sripatum University 31 Network Performance Measurement Why do it? Capacity Planning -- Probably the #1 reason to do this. Assist operations provide information for the NOC and engineering with data that can't be found from the NMS Value-added service -- providing reports to customers Usage-based billing -- Not going to talk about this much

32 SPU Information Science Institute of Sripatum University 32 Basic Measurements Bandwidth utilization -- particularly important for customers -- A common cause of performance problems Packets per second -- this is less important now, but more on this issue Round Trip Time (RTT) -- It's a good measurement for long- term trend analysis RTT variance -- more on this later Backbone packet loss Reachability -- Why is packet loss occurring? (examining ICMP responses) Circuit Performance -- How are our carriers doing? Bandwidth Utilization and Packets Per second --- MIB-II variables are listed (except one)

33 SPU Information Science Institute of Sripatum University 33 Why these measurements? Packet Counters are a good indicator of CPU utilization and does not require using enterprise mibs. RTT can be an indicator of standing queue and congestion, not just distance Backbone Packet Loss provides critical view of performance -- the end user will feel it. Correlation can lead to the reasons for packet loss. The Ideal end result will be the ability to predict this before it happens and act to prevent it. Reachability polling all devices in less than 60 seconds (for 10,000 devices) is a design criterion Circuit performance Track Circuit errors -- Degrading Circuits can be caught before they go down hard

34 SPU Information Science Institute of Sripatum University 34 Parameters Measured Parameters measured are: Bandwidth – Data transferred / time Delay - Time taken for data to transfer (App level) Packet Loss – Affects Throughput and Apps. Preferred parameters High Bandwidth Small Delay Low Packet loss

35 SPU Information Science Institute of Sripatum University 35 Tools Multi Router Traffic Grapher. Measures… load on network links (Edge-Routers). Network Traffic. System Load, Login Sessions, Modem availability Output…. HTML, LIVE presentation. Graphical Images.

36 SPU Information Science Institute of Sripatum University 36 National Laboratory for Applied Network Research (NLANR) Tools Autobuf / FTP Autobuf / FTP Autotuning FTP client and server. Iperf Iperf is a TCP and UDP bandwidth testing tool, similar in function to the traditional ttcp tool but nicer. Multicast Beacon Beacon is a multicast diagnostic tool, showing packet loss, delay, jitter, out-of-order packets, and duplicate packets for a given multicast group. Netlog Netlog is a C library that can be linked into an existing network application to provide instrumentation of network performance.

37 SPU Information Science Institute of Sripatum University 37 NLANR Tools Network Tools from CAIDA Network Tools A family of modules intended for pipeline use Squid Squid is a high-performance proxy caching server for web clients, supporting FTP, gopher, and HTTP data objects. Unlike traditional caching software, Squid handles all requests in a single, non-blocking, I/O-driven process. Tuning Network Performance from NCNE Tuning Network Performance Tuning your high-performance connection Viznet Java application to visualize network bandwidth performance over time.

38 SPU Information Science Institute of Sripatum University 38 ข้อควรระวังเมื่อทำการวัดค่าต่างๆ ต้องแน่ใจว่าปริมาณการวัดจะต้องมากพอ เช่นการวัด ระยะเวลาในการส่งแพ็กเกต ควรกระทำเป็นจำนวนหลายแสนหรือ หลายล้านครั้ง แล้วจึงคำนวณหาค่าตัวแทนกลุ่มตัวอย่างด้วยวิธีการ ทางสถิติ ต้องแน่ใจว่าตัวอย่างที่ใช้ป็นตัวแทนที่แท้จริง เช่น ควร ทำในวันและเวลาที่ต่างๆกันเพื่อจะได้สะท้อนให้เห็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริง ของระบบ ต้องระวังเป็นพิเศษเมื่อใช้การจับเวลาในเกณฑ์หยาบ อาจใช่เทคนิคการทำงานวนซ้ำเป็นจำนวนหนึ่งล้านครั้งแล้วหา ค่าเฉลี่ยจากการจับเวลาตั้งแต่ต้นจนจบ ต้องแน่ใจว่าไม่มีเหตุการณ์อื่นเกิดขึ้นในระหว่างการ ทดสอบ เช่นการเร่งทำงานส่งของนักศึกษาจำนวนมาก หรือ ในขณะที่มีการประชุมแบบ Video conference

39 SPU Information Science Institute of Sripatum University 39 ข้อควรระวังเมื่อทำการวัดค่าต่างๆ (ต่อ) การใช้หน่วยความจำ cache ทำให้ผลการวัด คลาดเคลื่อน การวัดค่าการเคลื่อนย้ายแฟ้มข้อมูลควรจะเลือกใช้ แฟ้มข้อมูลที่มีขนาดใหญ่มาก จากนั้นทำซ้ำหลายๆครั้งเพื่อนำค่าเฉลี่ย ไปใช้ ควรใช้แฟ้มข้อมูลที่มีขนาดอย่างน้อยสองเท่าของขนาด หน่วยความจำ cache ต้องมีความเข้าใจอย่างชัดเจนในสิ่งที่กำลังทำการวัด การวัดระยะเวลาที่ใช้ในการอ่านข้อมูลจากเครื่องอื่นบนระบบเครือข่าย นั้น ค่าที่เกี่ยวข้องจะขึ้นอยู่กับชนิดของเครือข่ายที่ใช้ ระบบปฏิบัติการ อุปกรณ์เครือข่ายการสื่อสาร โปรแกรมที่ใช้งานและอื่นๆ ต้องระวังการคาดหวังจากผลลัพธ์ การจำลองผลที่ใช้ข้อมูล น้อยเกินไปอาจทำให้เกิดความรู้สึกว่าผลที่จะเกิดจากการ prediction จะเป็นตาม trend ที่เป็นผลจากการทดลอง

40 SPU Information Science Institute of Sripatum University 40 Next Lecture: Internet and Applications


ดาวน์โหลด ppt SPU Information Science Institute of Sripatum University Sripatum University 1 IS516 Computer Communication and Networks การสื่อสารคอมพิวเตอร์และเครือข่าย.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google