t ng quan Đánh giá hi u năng ổ ệ m ng ạ -...

T ng quan Đánh giá hi u năng ổ ệm ngạ

Nguy n Văn Namễuet.vnu.edu.vn/~van.nam/dghn

2

N i dungộ

M c đíchụ Gi n đ th i gianả ồ ờ Các đ đoộ Các kĩ thu t đánh giáậ

3

M c đíchụ

Hi u đ c cách ng x c a m ngể ượ ứ ử ủ ạ C i ti n các giao th cả ế ứ Th m đ nh s chính xác c a vi c cài đ tẩ ị ự ủ ệ ặ Phát hi n l iệ ỗ Giám sát d ch vị ụ L a ch n nhà cung c pự ọ ấ Thanh toán

4

Outline

Motivations Timing diagrams Metrics Evaluation techniques

5

Gi n đ th i gianả ồ ờ

G i m t gói tinử ộ Hàng đ iợ Chuy n m chể ạ

- Store and forward

- Cut-through

H th ng dòng ch yệ ố ả

6

Các đ nh nghĩaị

Băng thông (capacity, link bandwidth): t c đ c c đ i ố ộ ự ạ(in bps) mà bên g i có th g i d li u thông qua liên k t ử ể ử ữ ệ ế

Đ tr lan truy n (Propagation delay):ộ ễ ề th i gian c n ờ ầthi t đ tín hi u lan truy n t ngu n t i đíchế ể ệ ề ừ ồ ớ

Th i gian truy n gói tin (Packet transmission time):ờ ề th i gian đ bên g i truy n t t c các bit c a gói tinờ ể ử ề ấ ả ủ

Đ tr trong hàng đ i (Queuing delay):ộ ễ ợ th i gian c n ờ ầthi t mà gói tin ph i đ i tr c khi đ c truy n đi vì khi gói ế ả ợ ướ ượ ềtin đ n hàng đ i không r ng ế ợ ỗ

Th i gian x lý (Processing Time):ờ ử là th i gian đ m t ờ ể ộrouter/switch x lý ph n header c a gói tin, qu n lý b ử ầ ủ ả ộnh , ...ớ

7

G i m t gói tinử ộR bits per second (bps)

T seconds

P bits

Bandwidth: R bpsPropagation delay: T sec

time

Transmission time = P/RT

Propagation delay =T = Length/speed

1/speed = 3.3 usec in free space 4 usec in copper 5 usec in fiber

8

Ví d g i m t gói tinụ ử ộ

P = 1 KbyteR = 1 Gbps100 Km, fiber => T = 500 usec P/R = 8 usec

T

P/Rtime

time

T

P/R

P = 1 KbyteR = 100 Mbps1 Km, fiber => T = 5 usec P/R = 80 usec

T >> P/R

T << P/R

9

Hàng đ iợ

Khi gói tin đ n hàng đ i ch a Q bits ế ợ ứ gói tin ph i đ i ả ợtrong hàng đ i m t kho ng th i gian tr c khi đ c truy n ợ ộ ả ờ ướ ượ ề

P bits

time

P/RT

Q bits

Queueing delay = Q/R

Capacity = R bpsPropagation delay = T sec

10

Ví d v hàng đ iụ ề ợ

P = 1 Kbit; R = 1 Mbps P/R = 1 ms

Packet arrivalTime (ms)

Time

Delay for packet that arrives at time t, d(t) = Q(t)/R + P/RDelay for packet that arrives at time t, d(t) = Q(t)/R + P/RQ(t)

1 Kb

P bits Q bits

0 0.5 1 7 7.5

0.5 Kb

1.5 Kb

2 Kb

packet 1, d(0) = 1ms

packet 2, d(0.5) = 1.5ms

packet 3, d(1) = 2ms

11

Chuy n m ch: Store and Forwardể ạ Gói tin đ c l u tr ượ ư ữ (enqueued) tr c khi đ c ướ ượ

chuy n ti p (ể ế forwarded) (sent)

Sender Receiver

10 Mbps 5 Mbps 100 Mbps 10 Mbps

time

12

Store and Forward: Multiple Packet Example

Sender Receiver

10 Mbps 5 Mbps 100 Mbps 10 Mbps

time

13

Chuy n m ch: Cut-Throughể ạ Gói tin đ c chuy n ti p (sent) ngay khi ph n tiêu đ ượ ể ế ầ ề

đ c nh n ượ ậ

Sender Receiver

R1 = 10 Mbps R2 = 10 Mbps

time

Header

What happens if R2 > R1 ?

14

H th ng dòng ch yệ ố ả Gói tin đ c ph c v bit-by-bit khi chúng đ nượ ụ ụ ế

a(t)

e(t)

Q(t)

t

Rate or Queue size

Q(t)a(t) – arrival rate e(t) – departure rate

Q(t) = queueing size at time t

15

Outline

Motivations Timing diagrams Metrics

• Throughput

• Delay

Evaluation techniques

16

Thông l ngượ

Thông l ng (Throughput)ượ c a m t k t n i = t ng l ng ủ ộ ế ố ổ ượbít truy n thành công trong kho ng th i gian [t, t + T) ề ả ờchia cho T

T l s d ng kiên k t (Link utilization)ỷ ệ ử ụ ế = throughput of the link / link rate

Bit rate units: 1Kbps = 103bps, 1Mbps = 106bps, 1 Gbps = 109bps [For memory: 1 Kbyte = 210 bytes = 1024 bytes]

- Some rates are expressed in packets per second (pps) relevant for routers/switches where the bottleneck is the header processing

17

Ví d đi u khi n lu ng d a trên c a s ụ ề ể ồ ự ử ổtr tượ

K t n i: ế ố- G i W bits (window size)ử- Đ i nh n ACKsợ ậ- L p l iặ ạ

Gi s round-trip-time ả ửRTT seconds

Thông l ng = W/RTT bpsượ

Ví d c th :ụ ụ ể- W = 64 Kbytes

- RTT = 200 ms

- Throughput = W/T = 2.6 Mbps

time

Source Destination

RTT

RTT

RTT

18

Thông l ng có th thay đ iượ ể ổ Thông l ng có th thay đ i theo th i gianượ ể ổ ờ

max

min

mean

Throughput

Time

19

Đ trộ ễ

Đ tr (Latency)ộ ễ c a bit (packet, file) đi t A đ n ủ ừ ếB

- Th i gian c n thi t đ bit (packet, file) đi t A đ n Bờ ầ ế ể ừ ế Bi n đ ng đ tr (Jitter) ế ộ ộ ễ

- S bi n đ ng c a đ trự ế ộ ủ ộ ễ Round-Trip Time (RTT)

- Đ tr hai chi u t bên g i đ n bên nh n và quay l iộ ễ ề ừ ử ế ậ ạ Tích c a băng thông và đ tr (Bandwidth-ủ ộ ễ

Delay) - Tích c a băng thông và đ tr ủ ộ ễ kh năng “l u tr ” c a ả ư ữ ủ

m ng ạ

20

Ví d minh h a đ tr 1ụ ọ ộ ễ

at point 2at point 1

Là bít c a gói tinủnhìn th y th i đi m tấ ở ờ ể

Delay

Sender Receiver

1 2

time

21

Ví d minh h a v đ tr 2ụ ọ ề ộ ễ

Sender Receiver

1 2

2

1Packet arrival times at 1

Packet arrival times at 2Delay

22

Đ nh lý Littleị

Gi s m t h th ng (e.g., a queue) mà t c đ gói tin ả ử ộ ệ ố ố ộđ n là ế a(t)

G i ọ d(i) là đ tr c a gói tin ộ ễ ủ i , i.e., là th i gian mà gói ờtin i t n t i trong h th ng ồ ạ ệ ố

S gói tin trung bình trong h th ng là bao nhiêu? ố ệ ố

systema(t) – arrival rate

d(i) = delay of packet i

Ví d đ n gi n:ụ ơ ả- Gi s t c đ gói tin đ n là ả ử ố ộ ế a = 1 packet per second và đ ộ

tr c a m i gói tin là ễ ủ ỗ s = 5 seconds

- S gói tin trung bình trong h th ng là bao nhiêu?ố ệ ố

23

Đ nh lý Littleị

Latest bit seenby time t

Sender Receiver

1 2

time

x(t)

d(i) = delay of packet ix(t) = number of packets in transit (in the system) at time t

T

What is the system occupancy, i.e., average number of packets in transit between 1 and 2 ?

24

Đ nh lý Littleị


Sender Receiver

1 2

time

x(t)

T

Average occupancy = S/T


S= area

25

Đ nh lý Littleị


Sender Receiver

1 2

time

x(t)

S(N)

Pd(N-1)

S(N-1)

T

S = S(1) + S(2) + … + S(N) = P*(d(1) + d(2) + … + d(N))


S= area

26

Average occupancy

Average arrival time Average delay

Đ nh lý Littleị


Sender Receiver

1 2

time

x(t)

S(N)

Pd(N-1)

S(N-1)

TS/T = (P*(d(1) + d(2) + … + d(N)))/T = ((P*N)/T) * ((d(1) + d(2) + … + d(N))/N)


S= area

27

Little’s Theorem


Sender Receiver

1 2

time

x(t)

S(N)

Average occupancy = (average arrival rate) x (average delay)

S= area

a(i)d(N-1)

S(N-1)

T


28

Outline

Motivations Timing diagrams Metrics Evaluation techniques

29

Các kĩ thu t đánh giáậ

Đo- thu th p thông tin t m ng th cậ ừ ạ ự- e.g., ping www.berkeley.edu

- th c t , c thự ế ụ ể Mô ph ng: ch y m t ch ng trình t ng t m ng th cỏ ạ ộ ươ ươ ự ạ ự

- e.g., NS network simulator, Nachos OS simulator

Mô hình, phân tích- vi t m t s ph ng trình t đó chúng ta có th chi t xu t k t ế ộ ố ươ ừ ể ế ấ ế

lu nậ- t ng quát, nh ng không th c t ổ ư ự ế

Thông th ng k t h p c ba ph ng phápườ ế ợ ả ươ

30

Phân tích

Example: M/M/1 Queue

Các gói tin đ n phân b theo ế ố Poisson v i t c đ ớ ố ộ a Th i gian ph c v phân b theo hàm mũ ờ ụ ụ ố

exponentially v i trung bình 1/ớ s- s - rate at which packets depart from a full queue

Đ tr trung bình trên gói tin:ộ ễT = 1/(s – a) = (1/a)/(1 – u), where u = a/s = utilization

Numerical example, 1/a = 1ms; u = 80% Q = 5ms

a s

31

Mô ph ngỏ

Mô hình hóa l u l ngư ượ Mô hình hóa routers, liên k t ế Mô ph ng:ỏ

- Theo th i gian (Time driven): ờX(t) = tr ng thái t i th i đi m t ạ ạ ờ ểX(t+1) = f(X(t), s ki n t i th i đi m t)ự ệ ạ ờ ể

- Theo s ki n (Event driven):ự ệE(n) = n-th eventY(n) = state after event nT(n) = time when even n occurs[Y(n+1), T(n+1)] = g(Y(n), T(n), E(n))

Phân tích đ u ra: d đoán, các kho ng tin c y ầ ự ả ậ

32

Đánh giá: quy trình chung

Thông th ng ng i ta thích tính h p lý, d ki m soát h n là lu n ườ ườ ợ ễ ể ơ ậgi i hi n th c t gi thuy t ả ệ ự ừ ả ế

– T t h n là có m t vài k t lu n th c t h n là không có (không ố ơ ộ ế ậ ự ế ơchi t xu t) ho c nhi u k t lu n mà không có ai tin (không h p lý)ế ấ ặ ề ế ậ ợ

Th c tự ế Mô hình

Gi thuy tả ếK t lu nế ậ

Tr u t ng hóaừ ượ

Tính h p lýợ

Chi t xu tế ấ Tính d ki m soátễ ể

Lu n th c t iậ ự ạ

D đoánự

t ng quan Đánh giá hi u năng ổ ệ m ng ạ -...

Documents