Técnicas de Medições

Transcrição

1 Técnicas de Medições Antonio A. de A. Rocha Edmundo A. de Souza e Silva Rosa M. M. Leão Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE/Prog. de Engenharia de Sistemas e Computação LAND - Laboratory for modeling, analysis and development of networks and computer systems Antonio Rocha, Tese

2 Motivações Conhecer as características da rede: Melhorar a QoS das aplicações multimídia; Antonio Rocha, Tese

3 Motivações Conhecer as características da rede: Melhorar a QoS das aplicações multimídia; Criar modelos mais precisos; Experimentation/ Measurements results Analysis Models Simulation/ Analytical Modeling results Analysis prototype Antonio Rocha, Tese

4 Motivações Conhecer as características da rede: Melhorar a QoS das aplicações multimídia; Criar modelos mais precisos; Provisionamento de canais;... Antonio Rocha, Tese

5 Metricas estudadas Métricas: Atraso (RTT e OWD) Jitter (Variação do atraso) Vazão Capacidade de Transmissão dos Enlaces Capacidade de Transmissão do Gargalo Largura de Banda Disponível Perda Caminho (Path) Tamanho do Buffer no Gargalo Taxa de Descarte... Nota: Estimar algumas dessas métricas é relativamente simples, no entento, outras requerem algoritmos mais sofisticados. Antonio Rocha, Tese

6 Outras métricas mais complexas "Atraso de ida", em um único sentido One-way delay (OWD); Problemas para estimar esta métrica, sem equipamentos específicos: Falta de sincronização e diferentes taxas de crescimento dos relógios envolvidos; Acesso a méquina remota; Problemas em estimar outras métricas: O RTT é usado no cálculo de algumas métricas, o que aumenta a probabilidade de estimar a métrica de forma errada; Ex. cálculo do tamanho do buffer no gargalo; Antonio Rocha, Tese

7 Técnicas de Medição Antonio Rocha, Tese

8 Técnicas de Medição Duas técnicas existentes: Ativa e Passiva; Diferenças conceituais entre as duas; Ativa: Envio de Sondas entre os "pontos" usados na medição; Passiva: Coleta informações do tráfego passante por um ponto; Antonio Rocha, Tese

9 Medição Passiva Um exemplo de aplicação prático de medição passiva: Provisionamento de canal; Ver slides SBRT 2004; Antonio Rocha, Tese

10 Medição Ativa Consiste no envio de pacotes por um emissor, que atravessam o caminho da rede a ser estudado, e coletado em um receptor; Pacotes chamados de Sondas (Probes); Variações de aplicação da técnica: Métodos de Geração das Sondas; Um sentido (One-way); Dois sentidos (Two One-way); Ida e volta (Round Trip); Modelos de Geração das Sondas; CBR; Markov Modulated; Trace; Pares de Pacotes; Trem de Pacotes; Antonio Rocha, Tese

11 Medição Ativa Medidas de Desempenho e Ferramentas: Atraso de ida-e-volta (RTT): Ping, Bing, Clink, Netest, Pathchar, Pchar, Pipechar Jitter (Variação do atraso): Iperf, Vazão: Pathchar, Pchar Capacidade de Transmissão dos Enlaces: Clink, Pathchar, Pchar Capacidade de Transmissão do Gargalo: {B S}probe, Netest, Nettimer, Pathrate, Pipechar Largura de Banda Disponível: Netest, Pipechar, Treno Perda: Ping, Bing, Iperf, Netest, Owping, Pathchar, Pchar, Pipechar Atraso em um sentido (OWD): Owping (com GPS). Utilização: Cprobe Caminho: Traceroute. Ex.: Bprobe e Sprobe usam pares de pacotes ICMP para estimar a capacidade de transmissão no enlaco do gargalo; Infra-estruturas de medição ativa: Várias máquinas executando medições ativas Ripe; Surveyor; PlanetLAB; NIME; Antonio Rocha, Tese

12 TANGRAM-II TANGRAM-II: Ambiente de modelagem e experimentações de sistemas de computação e comunicação; Propósito educacional e de pesquisa; Composto por vários módulos de diversas finalidades; Com a possibilidade de integração entre elas; Antonio Rocha, Tese

13 TANGRAM-II TANGRAM-II: Ambiente de modelagem e experimentações de sistemas de computação e comunicação; Propósito educacional e de pesquisa; Composto por vários módulos de diversas finalidades; Com a possibilidade de integração entre elas; TANGRAM-II Modelenv: Ambiente de modelagem; Criação de modelos de simulação ou analíticos; Através de uma interface gráfica (TGIF); Os modelos são representados por uma coleção de objetos; Antonio Rocha, Tese

14 TANGRAM-II TANGRAM-II: Ambiente de modelagem e experimentações de sistemas de computação e comunicação; Propósito educacional e de pesquisa; Composto por vários módulos de diversas finalidades; Com a possibilidade de integração entre elas; TANGRAM-II Modelenv: Ambiente de modelagem; Criação de modelos de simulação ou analíticos; Através de uma interface gráfica (TGIF); Os modelos são representados por uma coleção de objetos; Antonio Rocha, Tese

15 TANGRAM-II TANGRAM-II: Ambiente de modelagem e experimentações de sistemas de computação e comunicação; Propósito educacional e de pesquisa; Composto por vários módulos de diversas finalidades; Com a possibilidade de integração entre elas; TANGRAM-II Modelenv: Ambiente de modelagem; Criação de modelos de simulação ou analíticos; Através de uma interface gráfica (TGIF); Os modelos são representados por uma coleção de objetos; TANGRAM-II Traffic Engineeting (Traffic Generator): Módulo de medição ativa - Gerador de Tráfego: IP ou ATM nativo; Possibilita ao usuário a utilização de diferentes modelos de geração das sondas (CBR, Markov Modulated, Trace); Diversas Métricas disponíveis; Antonio Rocha, Tese

16 TANGRAM-II Traffic Generator Interfaces Antonio Rocha, Tese

17 TANGRAM-II Traffic Generator Estrutura da Ferramenta, com as métricas disponíveis; TANGRAM-II Traffic Generator SET-1 One-way Measures SET-2 Two One-way Measures SET-3 Round Trip Measures Probes Generation Direction CBR Markov Trace CBR Packet CBR Markov Trace Packet Pair Pair Probes Generation Model * Jitter * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * 1-way Delay * Jitter * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * 1-way Delay * Bottleneck Capacity * Buffer Size * RTT * Jitter * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * RTT * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * RTT * Loss * Consecutive Loss * Success * Throughput * RTT * Bottleneck Capacity * Buffer Size Antonio Rocha, Tese

18 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; Antonio Rocha, Tese

19 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; jitter (ms) tempo (ms) Antonio Rocha, Tese

20 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; Distribuição do jitter P[jitter] < x jitter (ms) Antonio Rocha, Tese

21 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; PMF - Consecutive Success "Video_success_pdf.trace" P[success] Num of Packet Lost Antonio Rocha, Tese

22 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; 1 PMF - Consecutive Loss "Video_loss_pdf.trace" 0.1 P[loss] Num of Packet Lost Antonio Rocha, Tese

23 TANGRAM-II Traffic Generator Algumas métricas simples de serem estimadas; Jitter, Perda, Sucesso, Vazão; Outras, requerem algoritmos mais sofisticados; p.ex. OWD, Capacidade de Contenção...; Diversos algoritmos (propostos por alunos do LAND e outras técnicas (estados da arte0 existentes na literatura são implementados no Tangram-II Traffic Generator; Antonio Rocha, Tese

24 Cálculo do atraso em um sentido Ver Slide SBRC 2004 Antonio Rocha, Tese

25 Criação de Modelos com os Resultados Antonio Rocha, Tese

26 Criação de modelos com os resultados Modelos do TANGRAM-II Modelenv Definido por um conjunto de objetos que interagem entre si; Antonio Rocha, Tese

27 Criação de modelos com os resultados Objeto "Canal" Lógico: name=channel_1 Representa o atraso e perda sofrido por pacotes na rede; State_vars= N_Pcts=0 Channel[0:10] = Aux_Channel[0:10] = Gerador de Objetos "Canal": Usar os parâmetros estimados em medições reais, para representar o atraso e a perda dos pacotes neste objeto; Exemplo de modelo criado: Antonio Rocha, Tese

28 Estimando a Capacidade de Transmissão do Enlace no Gargalo Slides WPerformance2004 Antonio Rocha, Tese