|
ирма-производитель данного продукта - NetCracker Technology, платформа - Windows 95/98/NT.NetCracker позволяет создавать модель сети практически любого масштаба - от локальной на несколько пользователей до уровня региона. Программа легко настраивается и относительна проста в использовании благодаря дружественному пользовательскому интерфейсу и использованиею технологии “drag and drop”. NetCracker имеет большую базу данных, хранящую информацию об около 5000 разнотипных устройствах: повторителях, концетраторах, коммутаторах, сетевых адаптерах, серверах различных производителей. Также имеются сведения о нагрузке, создаваемой различным программным обеспечением. Базу данных легко обновляема, через интернет с сервера производителя. Каждое устройство описывается набором свойств, которые подробно описывают такие данные как задержка, скорость передачи, фильтрации и перенаправления пакетов, используемые протоколы, тип портов, их доступность, описание интерфейсной карты и т.д. Аппаратное и программное обеспечение в совокупности позволяет описывать разнообразные сетевые архитектуры: клиент-сервер, VLAN (виртуальная локальная сеть), intranet, беспроводные сети и др. Сетевая нагрузка может быть описана обычным потоком данных, либо потоком голосовой и видеоинформации. Для задания этой нагрузки требуется указать станцию-отправитель, станцию-получатель и вид траффика: размер пакетов, время ожидания между их передачами, закон изменения этих величин, возможно также определить используемый протокол высокого уровня: SMTP, POP3, FTP, HTTP, CAD/CAM client-server, Database client-server, File client-server, Voice over IP peer to peer и др. Во время имитирования нагрузки каждый класс заявок наглядно показывается как серия движущихся прямоугольников определенного цвета. Направление, скорость движение и промежутки между ними приблизительно показывают основные характеристки траффика. NetCracker обладает развитыми средствами генерации отчетов. Как правило, быстрый отчет, включающий данные по загрузке всех узлов сети, спомощью специального мастера можно сделать за 1-2 минуты, с возможностью экспорта в HTML-файл. NetCracker обладает такой полезной возможностью, как разрыв и восстановление связей между сетевыми устройствами. Это позволяет промоделировать различные сценарии разрыва соединений, перегрузки сервера, перегрузки канала и др. Данная возможность чрезвычайно важна для администратора сети, так как делает возможным моделирование сети не только в нормальном режиме, но и в режиме выхода из строя ее отдельных элементов.Достоинства и недостатки программы моделирования NetCracker удобно продемонстрировать на конкретном примере. Построим небольшую локальную сеть, состоящую из одного клиента, сервера и коммутатора между ними (рис. 1). Хотя рабочая станция, выступающая в качестве клиента, здесь одна, имеется возможность задать одновременно несколько классов заявок, генерируемых клиентом и обрабатываемых сервером. Это имитирует работу в сети одновременно нескольких клиентов. рис. 1. Модель локальной сети в NetCracker Professional Для построения указанной конфигурации были выполнены следующие действия: Из базы данных устройств были выбраны Ethernet Workstation, Ethernet Switch и Ethernet Server и “перетащены” на рабочее поле. В этих устройствах уже предполагается наличие сетевого адаптера Ethernet, поэтому добавдять его вручную не надо. Созданы связи между клиентом и коммутатором, а также между коммутатором и сервером. В свойствах канала указывался тип кабеля (витая пара), его длина и максимальная скорость передачи (10 Мбит/с) Созданы профили рабочих нагрузок, которые были затем добавлены в качестве траффика между клиентом и сервером: 4 класса заявки с размером пакета 50 байт и 2 класса с размером пакета 1500 байт, временем подготовки и обработки 2 мс. Выведены индикаторы использования каналов передачи и скорости обработки в клиенте и сервере. После завершения работы имитации были получены следующие результаты: рис. 2.Отображение результата моделирования локальной сети Данный пример наглядно показывает несовершенство примененной модели сети Ethernet. Никогда коэффициент использования моноканала не может достигать 100 %. Во-первых, метод доступа к среде CSMA/CD становится неэффективным при загруженности более 50-60%. С ее увеличением выше этой цифры, текущая пропускная способность практически не увеличивается. Во-вторых, обязательные временные интервалы между пакетами также снижают пропусную способность. NetCracker учитывает только максимальную пропускную способность моноканала. Моделирование функционирования протокола Ethernet упрощено до крайности. По существу, расчет текущей пропускной способности моноканала сводится к простой формуле: U = max(Qmax, Qgen)/Qmax * 100 %, где U - коэффициент использования моноканала, Qmax - максимальная пропускная способность без учета затрат на ожидание между передачей пакетов, [бит/c], Qgen - пропускная способность, затребованная от моноканала станцией, [бит/c], Qgen = Qi, где Qi - нагрузка от каждого класса заявки, [бит/c]. Примитивность использованной модели сети стала расплатой за богатые возможности по моделированию самых разнообразных сетевых архитектур. Не вникая в подробности функционирования, легко представить целый сегмент сети как область, которая просто сообщается с остальными устройствами через каналы связи с заданной пропускной способностью и заданной загруженностью. Такой же областью может быть и отдельная рабочая станция, и целая региональная сеть. 2.1.2 Пакет Orlan Данный продукт позволяет моделировать локальную сеть, включающую несколько типов сетевых устройств - рабочие станции, серверы, концетраторы и коммутаторы. Пользовательсктй интерфейс достаточно удобен и позволяет произвольно перемещать элементы по рабочему полю, изменять масштаб просмотра, внешний вмд соединений и т.д. Имеющаяся база данных устройств невелика, но позволяет пользователю вносить новые и редактировать имеющиеся устройства. По сравнению с остальными пакетами, эта программа наиболее простая в использовании. Настройки устройств сети сведены к минимуму. Отчасти это объясняется тем, какая математическая база была заложена в основу Orlan. Изучим ее более подробно. В основе Orlan лежит SCAT - Heuristic Algorithm for Queuing Network Model of Computing Systems, предназначенный для приближенного анализа сетевой модели вычислительных систем с организованными очередями. Вся исследуемая сеть представляется как замкнутая сеть массового обслуживания (МО), состоящая из систем массового обслуживания. Система МО включает в себя очередь, накапливающую заявки для обработки, и сервер (обслуживающий прибор), обрабатывающий эти заявки. Получив обслуживание в очередной системе МО, заявка следует в следующую систему МО для обработки. Замкнутая сеть МО имеет постоянное число заявок, циркулирующих в ней. Заявки могут быть сгруппированы в классы, где каждый класс задает определенную загрузку. Обслуживающий прибор представляет собой такие устройства, как процессор, сетевой адаптер, дисковый контроллер, жесткий диск и др. Система МО, которая может предоставить не более одного обслуживающего прибора для обработки поступившей заявки, называется системой с фиксированным (fized-rate) .потоком обработки. Такая система может использоваться для моделирования устройств ввода/вывода, например. Система МО, которая может предоставить каждой поступившей заявке отдельный сервер, называется системой с потоком задержки, или просто задержкой (delay). Если же количество обслуживающих приборов является сложной функцией от числа поступивших заявок, это загрузко-зависимая система МО. Это наиболее общий вариант, и он позволяет моделировать многопроцессорные системы, множество логических каналов с ограниченным числом физических каналов и т.д.Алгоритм SCAT применим к продуцируемой (product-form) сети. Это обозначает сеть, чье равновесное вероятностное состояние может быть выражено как функция множества факторов, причем на каждую систему МО приходится один фактор. В таких сетях фиксированные или загрузко-зависимые потоки оброаботки описываются логикой FCFS - “первый пришел-первый обслужен“ (First Come First Served), логикой разделения обслуживания или LCFS - “последний пришел-первый обслужен” (Last Come First Served), причем в системах FCFS время обслуживание может быть экспоненциально зависимым или независимым по классам заявок. Продуцируемая сеть с фиксированными, загрузко-зависимыми системами МО или системами-задержками называется простой сетевой моделью.По сравнению с другими алгоритмами строгого вычисления, SCAT требует меньшего объема памяти для работы, особенно когда в сети присутствует большое число систем МО и классов заявок. Целью его авторов было создать алгоритм с приемлемыми требованиями к памяти и производительности, обеспечив при этом ошибку не более 10 % при любых измерениях производительности.SCAT позволяет вычислить средние (долговременные) характеристики: среднюю длину очереди, среднее время ожидания, загрузку и коэффициент использования для всех использованных узлов и классов заявок.Попробуем промоделировать простую локальную сеть, состоящую из клиента, коммутатора и сервера с набором классов заявок, аналогичным предыдущему примеру (для NetCracker Professional):рис. 3 Модель локальной сети в Orlan Были получены следующие значения: Средняя длина очереди в клиенте Lclient = 0,926; Средняя длина очереди в сервере Lserver = 3,999; Средняя длина очереди в моноканале Lch = 0,380; Среднее время ожидания в клиенте Wclient = 1,999 мс; Среднее время ожидания в сервере Wserver = 8,666 мс; Среднее время ожидания в моноканале Wch = 1,040 мс; Коэф. использования клиента Uclient = 92,6 % Коэф. использования сервера Userver = 92,6 % Коэф. использования моноканала Uch = 31,1 % А теперь попробуем их сравнить со значениями, полученными с помощью NetCracker Professional. Среднюю длину очереди и среднее время ожидания NetCracker не позволяет определить вообще. А между тем, большая длина очереди в сервере говорит о его перегруженности. Перегруженность сервера привела к тому, что он не успевает сразу отвечать на пришедшие заявки. Соответсвенно, канал передачи оказался не таким загруженным; по крайней мере, его коэффициент использования оказался далек от максимально возможного, как в NetCracker. Данный пример выявил преимущество примененной математической модели, которая позволила гораздо точнее рассчитатть требуемые параметры. Однако есть и некоторые недостатки. Во-первых, Orlan не позволяет промоделировать сеть произвольного размера. Увеличение ее размера усложняет построение и расчет соответствующей модели. Во-вторых, хотя SCAT пригоден для работы с любыми сетями, он не учитывает особенности работы протоколов канального уровня (например, метод доступа к среде CSMA/CD для Ethernet). Это значит, что при больших загрузках моноканала SCAT будет иметь слишком большую погрешность, а именно исследование поведения сети в “стрессовых” условиях представляет наибольший интерес. 2.2 Продукты второй группы2.2.1 Пакет NetMaker XA Данный пакет от Make Systems получил награду World Class ("Продукт мирового класса").Вычислительное ядро моделирования, используемое в NetMaker XA - одно из наиболее мощных на рынке, и это сыграло немаловажную роль в том, что продукт зарекомендовал себя столь хорошо. Не возникает никаких проблем ни с моделированием только что спроектированной небольшой сети, ни с усовершенствованием системы, приведенной производителем в качестве примера. Кроме того, генерируемые программой отчеты содержат всю необходимую информацию.Главные недостатки NetMaker XA - необходимость серьезного обучения пользователя и высокая стоимость. Если к цене базовой конфигурации изделия добавить стоимость дополнительных модулей, получится довольно значительная сумма.Основу продукта составляют модули Visualizer, Planner и Designer. Каждый из них выполняет какую-то одну функцию; чтобы смоделировать работу сети, необходимы все три.Visualizer служит для получения информации о сети и ее просмотра. В его состав входят SNMP-модули автоматического распознавания, которые опрашивают сетевые устройства и создают соответствующие им объекты. Информацию об этих объектах можно затем редактировать с помощью Visualizer.Planner - это библиотека устройств, которая помогает проанализировать, что получится при установке в сети нового устройства (например, дополнительного маршрутизатора). Make Systems поставляет встраиваемые модули (plug-in), содержащие объекты с данными о продуктах различных производителей. В таких объектах содержится полное описание различных моделей устройств (от числа сетевых интерфейсов до типа процессора); вся информация заверяется производителем. С помощью Planner пользователь может самостоятельно строить свои собственные объекты для описания сетевых устройств и каналов связи, не включенных в библиотеку.
Страницы: 1, 2, 3
|
