ПРОБЛЕМИ ВИЗНАЧЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
Абросимов Л.І. Крамаренко М. Д.
(Московський енергетичний інститут (технічний університет), Росія)
Дане визначення має недолік: у визначенні не враховується класифікація мереж за призначенням. Найбільш поширена класифікація за призначенням розділяє мережі на.
· Обчислювальні - ВС призначені для вирішення завдань користувачів з обміном даними між їх абонентами;
· Інформаційні - інформаційні мережі орієнтовані на надання інформаційних послуг користувачам;
· C мішані - мережі, що надають комплексні послуги [2].
Дана класифікація дуже суперечлива, оскільки будь-яка дія користувача мережі вдає із себе завдання і, відповідно, будь-яка мережа призначена для рішень цих завдань. Тому найбільш правильною є класифікація мереж за призначенням з точки зору операцій, що проводяться c даними. Основними операціями над даними в мережі є обробка і передача даних. Відповідно мережі можна розділити на мережі передачі даних і обчислювальні мережі.
Мережі передачі даних - це комп'ютерні мережі, які використовуються для передачі даних від одного абонента до іншого, без зміни даних, що передаються. Обчислювальні мережі мають на увазі обчислювальну і логічну обробку отриманих даних.
Мережевими пристроями (СУ) будемо називати комп'ютери та пристрої, що працюють на третьому рівні та вище моделі взаємодії відкритих систем (ВОС, OSI).
Каналом зв'язку (КС) будемо називати лінію зв'язку, апаратуру передачі даних і пристрої, що працюють на другому рівні і нижче моделі ВОС.
З огляду на викладене, дамо визначення обчислювальної мережі.
Обчислювальна мережа (ВС) - це система, яка містить СУ, з'єднані КС, призначена для обробки отриманих даних.
Визначимо поняття продуктивності ВС.
Продуктивність - позасистемна величина, що дорівнює відношенню обсягу виконаної роботи до часу, за яке вона була здійснена [2].
Тоді продуктивність ВС - позасистемна величина, що дорівнює відношенню обсягу виконаної роботи по обробці та передачі даних ВС до інтервалу часу, за який вона була здійснена.
Джев Хюстон своїй статті «Вимірювання продуктивності IP мережі» пише наступне.
«Функціональне опис продуктивності мережі включає опис швидкості, потужності та інформації про викривлення транзакцій, які передаються по мережі. Таке неформальне опис того, що складає продуктивність мережі, безсумнівно, йде по правильному шляху; якби були відомі латентність, частки втрачених і спотворених пакетів, ймовірності пересилання пакетів як наведені цифри щодо мережі між двома кінцевими точками мережі, а також характеристики мережевих транзакцій, то можна було б зробити розумне передбачення, що стосується продуктивності транзакції [3]. »
Також в сучасній літературі розглядаються такі фактори, що впливають на продуктивність мереж.
· Латентність: для доставки пакета по мережі може знадобитися тривалий час. При використанні протоколів з підтвердженням прийому кожної частини даних можливе вимірювання цієї величини, як часу доставки частини даних туди і назад [2, 3].
· Частка втрат пакетів: в деяких випадках проміжні пристрої в мережі можуть втрачати пакети. Це може відбуватися в разі помилок, при перевантаженні проміжних пристроїв або в разі інтенсивного скидання трафіку для підтримки особливого рівня обслуговування [2, 3].
· Частка повторних передач: коли пакет втрачено в мережі з надійною передачею даних, то пакети передаються повторно. Тут виникають дві затримки: перша затримка через повторний пересилання даних; друга затримка через очікування, поки дані будуть отримані в правильному порядку, перед їх відправкою в стек протоколів [2, 3].
· Пропускна здатність: кількість трафіку, яке може передати мережу, зазвичай вимірюється в кілобітах в секунду [2, 3].
Транзакція в нашому розумінні одиниця роботи ВС. яка визначається двома параметрами: обсягом даних і кількістю обчислювальних операцій, необхідними для обробки цих даних. При цьому підході продуктивність буде вимірюватися в транзакціях в секунду. Далі, приймаючи, що в якості СУ виступає універсальна ЕОМ, розглянемо проблеми вимірювання продуктивності.
Найбільш складною проблемою оцінки продуктивності в транзакціях є визначення кількості обчислювальних операцій. Якщо в якості СУ виступає універсальна ЕОМ, тоді слід визначити, що розуміється під обчислювальними операціями. Універсальна ЕОМ призначена для вирішення широкого класу задач і може виконувати безліч різних операцій, таких як додавання, множення, зрушення і інші. Також операції універсальної ЕОМ можна розділити на класи, такі як цілочисельні операції, операції з плаваючою точкою. На поточний момент існує тенденція вимірювати продуктивність ЕОМ кількістю операцій з плаваючою крапкою в секунду. Однак вимір продуктивності універсальної ЕОМ в якості СУ в операціях з плаваючою комою порівняно з поданням ЕОМ у вигляді чорного ящика.
«Чорний ящик» - термін, що використовується в різних точних науках (зокрема, системотехніці, кібернетиці та фізики) для позначення системи, механізм роботи якої дуже складний, невідомий або не важлива в рамках даного завдання. Такі системи зазвичай мають якийсь «вхід» для введення інформації і «вихід» для відображення результатів роботи. Стан виходів зазвичай функціонально залежить від стану входів [2].
Вимірювання продуктивності універсальної ЕОМ за принципом «чорний ящик» має істотні недоліки. В силу своєї універсальності продуктивність ЕОМ може змінюватися в широкому діапазоні в залежності від класу задач. Клас задач складається з завдань певного типу, наприклад, задачу виділення оперативної пам'яті можна віднести до класу системних задач. Завдання характеризується типами операцій і кількістю операцій кожного типу. Обчислення типів операцій і їх кількість для кожного завдання є надзвичайно складним завданням, тому найбільш простим було б вимірювати продуктивність ЕОМ в задачах. Вимірявши часи виконання кожного із завдань, можна визначити придатність конкретної ЕОМ для вирішення певного класу задач. А дослідження впливу апаратної реалізації універсальної ЕОМ на часи виконання даного класу задач робить можливим створення моделі універсальної ЕОМ для розрахунку продуктивності. Ще одним плюсом вибору завдання в якості одиниці роботи універсальної ЕОМ є те, що в якості завдання може виступати програмна функція.
При вимірі продуктивності універсальної ЕОМ кількістю вирішених завдань в одиницю часу, окремою проблемою є виділення класів задач універсальної ЕОМ. У статті [6] було виділено мережевий клас завдань і були запропоновані методи вимірювання часів виконання завдань, реалізованих програмними функціями. Як гідний ств пр едложенного підходу можна відзначити наступне.
1) Даний метод може застосовуватися не тільки для дослідження роботи операційної системи, але також і для дослідження роботи прикладних програм.
2) Працездатність розробленого програмного комплексу обґрунтована в статті [6].
3) Найбільш перспективним напрямком є дослідження стека протоколів Internet. реалізованого ОС.
1. Словник, http: // dictionary. reference. com / browse / network