Medições de Desempenho em Redes. Cristina Duarte Murta Mário E. Augusto. Universidade Federal do Paraná Departamento de Informática

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1 Medições de Desempenho em Redes Cristina Duarte Murta Mário E. Augusto Universidade Federal do Paraná Departamento de Informática Cristina Duarte Murta 1

2 Sumário 1. Objetivo e motivação 2. Métricas de desempenho 3. Medições de largura de banda 4. Alguns experimentos de medição de largura de banda 5. Estágio atual da pesquisa Cristina Duarte Murta 2

3 Objetivo e Motivação objetivo: desenvolver metodologias e ferramentas para estimar métricas de desempenho em redes motivação: prover informação para auxiliar a utilização das redes pelas aplicações e serviços o planejamento do crescimento da infra-estrutura o projeto dos sistemas de redes Cristina Duarte Murta 3

4 Métricas IPPM - WG conectividade atraso one-way atraso round-trip variação do atraso perdas reordenação de pacotes largura de banda de um enlace ou caminho outras Cristina Duarte Murta 4

5 Medições de Largura de Banda largura de banda de contenção (bottleneck bandwidth): taxa máxima de transferência de dados do transmissor para o receptor na ausência de qualquer outro tráfego largura de banda disponível (available bandwidth): taxa máxima de transferência de dados ao longo de um caminho da rede em um certo momento largura de banda utilizada: representa a quantidade de dados trafegando por um enlace em um determinado momento Cristina Duarte Murta 5

6 Para que medir largura de banda avaliar a possibilidade de executar uma aplicação ou serviço prover informação sobre a banda disponível tarifar provimento de acessos e serviços prover informação para seleção dinâmica de servidor otimizar o uso e a alocação de banda melhorar o desempenho dos servidores etc. Cristina Duarte Murta 6

7 Contexto histórico conceito de dispersão de pacotes: Jacobson, 1988 packet-pair, Keshav, 1991 bprobe e cprobe, Carter e Crovella, 1996 tcpanaly, Paxson, 1996 one-packet, Jacobson, 1997 pchar, Mah, e clink, Downey, 1999 packet tailgating, nettimer, Lai e Baker, 2000 pathrate, Dovrolis, 2001 pathload, Jain e Dovrolis, 2002 Cristina Duarte Murta 7

8 Experimentos para Medição de Largura de Banda Objetivo: avaliar ferramentas disponíveis para medição de largura de banda Metodologia: experimentos em redes LAN e WAN, medição ativa fim-a-fim porque fim-a-fim: requer cooperação apenas da origem e destino; pode ser a única forma de monitorar um caminho que inclui várias redes ferramentas para medir banda de contenção bprobe - Carter e Crovella, Performance Evaluation, 1996 nettimer - Lai e Baker, SIGCOMM, 2000 pathrate - Dovrolis et al, INFOCOM, 2001 ferramentas para medir banda nominal pathchar - Jacobson, 1997 clink - Downey, SIGCOMM, 1999 ferramentas para medir banda disponível cprobe - Carter e Crovella, Performance Evaluation, 1996 Cristina Duarte Murta 8

9 Experimentos: mapa da rede Cristina Duarte Murta 9

10 Resultados - Largura de Banda de Contenção Cristina Duarte Murta 10

11 Banda de Contenção: tweek-bebe LAN 100Mbps ferramenta banda de contenção tempo :00: :00:01 nettimer :00: :00: :00:01 93M a 98M 00:01:14 94M a 99M 00:01:13 pathrate 94M a 99M 00:01:13 95M a 100M 00:01:14 95M a 100M 00:01: :00: :00:01 bprobe :00: :00: :00:01 Cristina Duarte Murta 11

12 Banda de Contenção: tweek-dupond 100Mbps ferramenta banda de contenção tempo 95M a 100M 00:01:16 98M a 103M 00:01:13 pathrate 97M a 102M 00:01:13 97M a 102M 00:01:17 95M a 101M 00:01: :00: :00:01 bprobe :00: :00: :00:01 Cristina Duarte Murta 12

13 Banda de Contenção: tweek-labsec01-6hops - 8Mbps ferramenta banda de contenção tempo :00: :00:01 nettimer :00: :00: :00:01 6,7M a 7,0M 00:01:22 6,8M a 7,2M 00:01:21 pathrate 6,7M a 7,0M 00:26:29 9,9M a 10,3M 00:50:57 9,8M a 10,1M 00:29: :00: :00:01 bprobe :00: :00: :00:01 Cristina Duarte Murta 13

14 Banda de Contenção: tweek-mail - 12hops - 2Mbps ferramenta banda de contenção tempo :00: :00:01 nettimer :00: :00: :00:01 1,9M a 2,0M 00:01:21 1,9M a 2,0M 01:38:44 pathrate 1,9M a 2,0M 00:01:53 1,9M a 2,0M 00:52:52 1,9M a 2,0M 00:01: :01: :01:01 bprobe :01: :00: :01:01 Cristina Duarte Murta 14

15 Resultados - Largura de Banda Nominal Cristina Duarte Murta 15

16 Banda nominal: tweek - bebe tweek - bebe tempo banda nominal 100 Mbps 16,947 00:12:23 21,794 00:12:19 clink 21,770 00:12:19 20,673 00:12:20 21,255 00:12:18 21,876 00:19:33 28,081 00:19:36 pchar 28,127 00:19:36 26,701 00:19:34 26,385 00:19:34 Cristina Duarte Murta 16

17 Banda nominal: tweek - labsec01 enlace banda resultado Mbps nominal tweek - r ,786 17,705 14,190 14,678 14,755 r1 - r , , , , ,911 r2 - r , , , , ,732 r3 - r4 8 5,739 6,623 7,243 3,775 6,860 r4 - r5 18-0,324 18,927 15,929 2,032 16,262 r5 - labsec ,313 3,550 3,714 6,255 3,565 tempo 01:21:57 00:18:08 00:20:42 01:00:38 00:19:18 Cristina Duarte Murta 17

18 Banda nominal: tweek - labsec01 enlace banda resultado Mbps nominal tweek - r ,945 17,893 14,508 14,937 14,721 r1 - r r2 - r ,600 - r3 - r4 8 6,732 6,678 6, ,402 r4 - r ,802 57,406 36, ,554 r5 - labsec ,798 4,592 5,103 0,393 0 tempo 00:51:06 00:51:19 00:51:38 01:05:04 01:01:00 Cristina Duarte Murta 18

19 Análise dos Resultados critérios desejados para as ferramentas precisão, rapidez, robustez, não ser intrusiva causas dos erros técnicas pressupõem várias situações irreais quanto maior a largura de banda, mais difícil medir Cristina Duarte Murta 19

20 Estágio atual da pesquisa área em grande desenvolvimento várias ferramentas e técnicas disponíveis ainda sem solução satisfatória Cristina Duarte Murta 20