Ocena możliwości

wykorzystania systemu

Network Weather

Service dla celów

zarządzania zasobami

w sieci IP

Grzegorz Kantyka

Wojskowa Akademia Techniczna

Wydział Elektroniki

Instytut

Telekomunikacji

2/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Plan prezentacji

I.

Cel pracy

II.

Architektura ogólna systemu

III.

Elementy architektury NWS

IV.

Monitorowanie wydajności sieci

V.

Metody przewidywania

VI.

Podsumowanie

VII.

Dalsze kierunki pracy

3/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Cel pracy:

Analiza mechanizmów NWS w

kontekście wykorzystania systemu

do zarządzania zasobami w

sieciach heterogenicznych

Architektura ogólna
systemu

4/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Elementy składowe
systemu NWS



stacja pamięci stanów (przechowują i
odzyskują pomiary)



serwer nazw (przydziela nazwy i adresy
TCP/IP oraz uprawnienia używane przy
łączeniu procesów i nazw danych z
informacją styku warstwy niższej)



sensory (dokonują pomiarów dostępnej
wydajności)



stacja prognoz (generuje przewidywania
wydajności)

5/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Schemat architektury

systemu NWS

Ten t

Rysunek wykonany w power poincie a nie z takim wypełnieniem, a gdzie animacje?

6/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Elementy architektury

NWS

bez tego

Pamięci stanów



Główne zadanie- przechowywanie

serii pomiarowych zebranych w

przeszłości



Dostarczają magazyn oraz serwis

odzyskiwania



Wszystkie odbierane dane są

natychmiast zapisywane na dysk,

jeszcze zanim wygenerowane

zostanie potwierdzenie ich przyjęcia

7/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Elementy architektury

NWS

bez tego

Serwer nazw



Główne zadanie- nadawanie par
(nazwa, lokalizacja)



Usuwa procesy których czas życia
dobiegł końca (aktywne procesy
muszą być rejestrowane cyklicznie)



Adres procesu Serwera nazw jest
jedynym znanym adresem używanym
przez system

8/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Elementy architektury

NWS

bez tego

Sensory



Główne zadanie- tworzenia raportów

na podstawie obserwacji wydajności



mogą dostarczyć wiadomości o

takich parametrach jak opóźnienie

czy szerokość pasma



Pomiary dokonywane są możliwie

blisko warstwy aplikacji

9/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Elementy architektury

NWS

bez tego

Stacje prognoz



Główne zadanie- Generacja
przewidywanie czasu opóźnienia i
obciążenia



Dostarcza zbiór metod przewidywania-
dynamicznie wybierana technika
predykcji, która na podstawie
pomiarów z przeszłości wydaje się być
najlepszą

10

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Monitorowanie wydajności sieci –

CPU Sensor

CPU Sensors



mierzą dostępność procesora CPU urządzenia



Łączą informacje uzyskiwane od narzędzi up-time

(wyznacza średnie obciążenie na podstawie

średniej ilości procesów znajdujących się w

kolejce) i vmstst (informuje o czasie

bezczynności, czasie użytecznym, czasie

systemowym) z okresowo powtarzanym

pomiarem zajętości CPU uzyskanym programem

„probe”



wyniki uzyskane przez up-time, vstat oraz

program „probe” są porównywane a następnie

wybierany najbardziej dokładny z nich

11

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Monitorowanie wydajności

sieci - probe

Program „probe”



Wyniki pomiarów uzyskane przez ten program
uznawane są za najlepsze

?? Co to znaczy



Służy do regulacji narzędzi up-time i vstat

??

Co to znacz



Uruchomiany jest znacznie rzadziej niż
narzędzia up-time i vstat



Częstość jego wywoływania dobierana jest
adaptacyjnie co ogranicza obciążenie CPU

12

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Monitorowanie wydajności

sieci z wykorzystaniem

....

Polepszenie oszacowania dostępności CPU przy zastosowaniu

dynamicznej

dynamicznej regulacji programu probe dla pomiarów wykonanych

narzędziami: up-time i

vmstat

13

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Network Sensors



wyznaczenie parametrów wydajności dla sieci

end-to-end pomiędzy dowolnymi

komputerami w sieci jest logicznie niemożliwe



wykonuje pomiar trzech parametrów (small-

massage round trip, large-massage

throughput, TCP socket connect- disconnect

time)



Metoda oceny przepustowości uzyskana dla

długiej wiadomości jest wykorzystywana do

określenia przepustowości sieci w warstwie

aplikacji

Monitorowanie

wydajności sieci -

Network Sensor

14

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Hierarchia Cliques



Sensory dzielone są na grupy



Dla wszystkich par sensorów należących do grupy
wyznaczana jest wydajność



Wyznaczany jest jeden Sensor uczestniczący w grupie
wyższego poziomu



Zmniejszenie natłoku wewnątrz grup uzyskano
poprzez zastosowanie tokena generowanego przez
lidera grupy



Tokenowi wyznaczony zostaje czas time-out.
Przekroczenie tego czasu oznacza utratę tokena lub
podział sieci

Monitorowanie wydajności

sieci – Hierarchia Cliques

15

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Metody przewidywania



Metoda średnich z wykorzystaniem wartości
oczekiwanej



Metoda średnich

- zmienna w czasie

średnia arytmetyczna

- długość okna historii

wykorzystywanej do przewidywania

-

Wybór ilości próbek K dobierany jest dynamicznie

-

Czarne napisy to nie będzie widoczne przepisać
poprawnie wzory!!!większe!

 

 









t

i

i

wartosc

t

t

AVG

RUN

0

1

1

_





 











t

K

t

i

i

wartosc

K

K

t

AVG

SW

1

1

,

_

16

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Metody przewidywania



Metoda medianowa

Sort

K

– uporządkowana sekwencja według

ostatniej wartości K

Sort

K

(j) – j-ta wartość uporządkowanej

sekwencji

- Wybór ilości próbek K dobierany jest

dynamicznie poprzez medianowy filtr
adaptacyjny





































parzyste

jest

K

jesli

K

Sort

K

Sort

e

nieparzyst

jest

K

jesli

K

Sort

K

t

MEDIAN

K

K

2

1

2

/

2

/

2

/

1

,

17

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP



Model autoregresji

- ogólny algorytm

postępowania

- równanie z którego wyznaczana jest
sekwencja a

i

eliminująca całkowity błąd, r

i

-

autokorelacja

- Algorytm niepoprawny, gdy ilość pomiarów N jest
długością całej serii czasu
- Po każdym pomiarze realizowane jest obliczenie

autoregresji sekwencji a

i

Metody przewidywania

 















p

i

i

i

t

wartosc

a

p

t

AR

0

,









N

i

j

i

i

r

a

0

,

0

18

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Metody przewidywania



Dynamiczny wybór predyktora

- Dokładność predykcji poszczególnych metod ulega
zmianie w czasie
- Metoda dla której całkowity błąd pomiaru w czasie t

jest

najmniejszy stosowana jest do wyznaczenia predykcji

w

czasie t+1
- Na błąd całkowity składają się: średni kwadratowy

błąd

predykcji oraz średni procentowy błąd predykcji

19

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Podsumowanie

Możliwość wykorzystania NWS do celów

zarządzania sieciami IP



Wyznaczenie dostępnych zasobów
spełniających wymagane jakości usług (QoS)



Wykrywanie potencjalnych zagrożeń braku
przepustowości



Wykrywanie nieobciążonych zasobów



Wyznaczenie zasobów, które trzeba
rozbudować

20

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP

Dalsze kierunki pracy

1)

Implementacja systemu Network
Weather Service

2)

CO JESZCZE??? A BADANIA.. I CO
JESZCZE..

3)

PO CO TO?

21

/21

Ocena możliwości wykorzystania systemu Network Weather Service dla celów zarządzania

zasobami w sieci IP