Đánh giá hiệu năng mạng

Đánh giá hiệu năng mạng máy tính nói riêng và hệ thông truyền thông nói chung luôn là vấn đề thời sự thu hút được sự quan tâm của những người làm việc trong lĩnh vực mạng. Những phương pháp phân tích và đánh giá hiệu năng mạng giúp con người tiến gần hơn nữa tới các ứng dụng thực tế cũng như khả năng nâng cao được hiệu năng cho các hệ thống mạng và truyền thông hiện đại. Mục đích của các phương pháp đánh giá hiệu năng là để dự đoán hoạt động của hệ thống. Khi xây dựng một hệ thống mới hoặc sửa chữa nâng cấp một hệ thống cũ, người ta phải sử dụng các phương pháp đánh giá hiệu năng để dự đoán được ảnh hưởng của nó đến hiệu năng của hệ thống đó. Khía cạnh quan trọng nhất của đánh giá hiệu năng là đo đạc và theo đối hiệu năng của hệ thống. Bằng việc quan sát theo dõi hiệu năng của hệ thông, ta có thể biết được hoạt động của hệ thống đó như thế nào, hoặc khi nào hệ thống quá tải. Từ đó có các giải pháp tối ưu hệ thống.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI GIẢNG MÔN HỌC ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG Hà Nội, ngày … tháng …… năm 202… MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN Chương 1: Tổng quan đánh giá hiệu mạng .1 1.1 Tầm quan trọng việc đánh giá hiệu mạng 1.2 Các độ đo hiệu mạng .2 1.3 Các tham số đánh giá hiệu mạng 1.3.1 Tính sẵn sàng (Availability) .4 1.3.2 Thời gian đáp ứng (Response time) 1.3.3 Khả sử dụng mạng 1.3.4 Thông lượng mạng (Network throughput) .6 1.3.5 Khả bang thông 1.4 Các phương pháp đánh giá hiệu mạng 1.4.1 Phương pháp toán học 1.4.2 Phương pháp đo thực tế 1.4.3 Phương pháp mô Chương Sử dụng phần mềm mô NS2 .9 2.1 Tìm hiểu cài đặt phần mềm mô hiệu mạng NS2 2.1.1 Tìm hiểu 2.2 Thiết lập topo mạng cài đặt thông số mạng 12 2.3 Chạy mơ hình đánh giá độ đo hiệu 18 2.4 Đánh giá cải tiến thông số mạng để cải tiến hiệu .22 Chương 3: Cài đặt phần mềm giám sát hiệu mạng .24 3.1 Giới thiệu số công cụ giám sát hiệu mạng 24 3.1.1 Giám sát hiệu suất mạng Solarwinds 24 3.1.2 Giám sát mạng PRTG từ Paessler 25 3.1.3 ManageEngine OpManager 26 3.1.4 WhatsUp Gold 2017 27 3.1.5 Zabbix 28 3.1.6 Nagios XI 29 3.1.7 Incinga 30 3.2 Tìm hiểu, cài đặt dùng thử công cụ giám sát hiệu Zabbix 30 3.2.1 Zabbix gì? 30 3.2.2 Ưu, nhược điểm zabbix 31 3.2.3 Các thành phần hệ thống giám sát zabbix 32 3.2.4 Demo Zabbix 32 KẾT LUẬN 35 Hình : Tổng quan NS góc độ người dung .10 Hình : Luồng kiện cho file Tcl chạy NS .11 Hình :Mở file vd.tcl 19 Hình : file vd.tcl 21 Hình 5: Bắt đầu mơ .21 Hình : hiển thị thông số mô qua phần mềm tracegraph 22 Hình : Phần mềm giám sát hiệu suất mạng Solarwinds .24 Hình : Phần mềm giám sát mạng Paessler 25 Hình 9:Phần mềm ManageEngine OpManager .26 Hình 10: Phần mềm WhatsUp Gold 2017 .27 Hình 11 : Phần mềm giám sát mạng Zabbix 28 Hình 12 : Phần mềm Nagios XI 29 Hình 13: Phần mềm Incinga 30 Hình 14: Thơng số Dashboard 32 Hình 15: Biểu đồ CPU load thiết bị agent 33 Hình 16 : Biểu đồ giám sát ping từ thiết bị agent tới server 33 Hình 17 : Danh sách host tạo khởi chạy 34 MỞ ĐẦU Đánh giá hiệu mạng máy tính nói riêng hệ thơng truyền thơng nói chung ln vấn đề thời thu hút quan tâm người làm việc lĩnh vực mạng Những phương pháp phân tích đánh giá hiệu mạng giúp người tiến gần tới ứng dụng thực tế khả nâng cao hiệu cho hệ thống mạng truyền thơng đại Mục đích phương pháp đánh giá hiệu để dự đoán hoạt động hệ thống Khi xây dựng hệ thống sửa chữa nâng cấp hệ thống cũ, người ta phải sử dụng phương pháp đánh giá hiệu để dự đoán ảnh hưởng đến hiệu hệ thống Khía cạnh quan trọng đánh giá hiệu đo đạc theo đối hiệu hệ thống Bằng việc quan sát theo dõi hiệu hệ thơng, ta biết hoạt động hệ thống nào, hệ thống tải Từ có giải pháp tối ưu hệ thống Chương 1: Tổng quan đánh giá hiệu mạng 1.1 Tầm quan trọng việc đánh giá hiệu mạng Hiệu mạng vấn đề phức tạp yếu tố tổng hợp đưa nhằm đánh giá vấn đề hiệu chưa thực rõ ràng Đã có nhiều khái niệm, tham số đưa nhằm minh chứng cho chất vấn đề hiệu năng, lý giải cho việc truyền thông tin hiệu hay hiệu hệ thống mạng Tuy nhiên, thực tế cần có khái niệm chất sát thực tiễn với mục tiêu đánh giá toàn vấn đề hiệu bao gồm yếu tố đo đạc, theo dõi, điều khiển tính đến Có thể sơ lược khái niệm hiệu mạng sau: Hiệu mạng hiệu lực hoạt động hệ thống mạng Như vậy, việc đánh giá hiệu mạng tính tốn xác định hiệu quả, lực thực hệ thống mạng điều kiện khác Các điều kiện sử dụng đánh giá hiệu quan trọng, chúng ảnh hưởng trực tiếp tới kết thu Trong điều kiện ảnh hưởng tới trình đánh giá hiệu kịch mơ tả yếu tố then chốt định giá trị hiệu điểm cần đo Trong kịch cần xác định tham số đầu vào rõ ràng nút tham gia hệ thống, thiết bị kết nối, tác nhân tham gia, giao thức hoạt động, ứng dụng triển khai, thời gian thực hiện, nhiều yếu tố khác kết hợp tạo kịch hoàn thiện 1.2 Các độ đo hiệu mạng Có thể phân độ đo hiệu thành hai loại:  Các độ đo hướng tới người sử dụng  Các độ đo hướng tới hệ thống Trong độ đo hướng tới người sử dụng: o Thời gian đáp ứng (response time) thường sử dụng hệ thời gian thực môi trường hệ thống tương tác Đó khoảng thời gian từ có yêu cầu (request) đến hệ thống hệ thống thực xong o Trong hệ thống tương tác, người ta sử dụng độ đo thời gian phản ứng hệ thống (system reaction time) thay cho thời gian đáp ứng Đó khoảng thời gian tính từ input đến hệ thống yêu cầu chứa input nhận khe thời gian (slice time) phục vụ Độ đo đo mức độ hiệu dụng lập lịch hệ thống việc nhanh chóng cung cấp dịch vụ cho yêu cầu đến o Trong hệ thống mạng máy tính, đại lượng thời gian đáp ứng, thời gian phản ứng hệ thống xem biến ngẫu nhiên, người ta thường nói phân bố, kỳ vọng, phương sai chúng Các độ đo hướng tới hệ thống điển hình là: thơng lượng (throughput) thời gian trễ (delay time, delay) o Thông lượng (throughput) định nghĩa số đơn vị thơng tin tính trung bình vận chuyển qua mạng đơn vị thời gian Đơn vị thơng tin bit, byte hay gói số liệu Nếu đơn vị thông tin vào mạng theo chế độc lập với trạng thái mạng, thơng lượng tốc độ đến trung bình mạng cịn có khả vận chuyển, khơng dẫn đến trạng thái bị tắc nghẽn Một số trường hợp người ta sử dụng đại lượng không thứ nguyên Hệ số sử dụng đường truyền (Line Utilization) hay cịn gọi thơng lượng chuẩn hố, tỉ số thơng lượng lực vận chuyển đường truyền (line capacity) o Thời gian trễ (delay time, delay) thời gian trung bình để vận chuyển gói số liệu qua mạng, từ nguồn tới đích Cũng có trường hợp người ta sử dụng đại lượng thời gian trễ chuẩn hố, tỉ số thời gian trễ tham số thời gian đó, thí dụ thời gian cần thiết để truyền gói tin (packet transmition time) - Tỉ lệ gói tin (𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑟𝑎𝑡𝑒 ): xác định tỉ số tổng số gói tin bị (𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑠𝑠 𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡) với tổng số gói tin gửi (𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑛𝑡 𝑝𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡) Đối với mạng ổn định tỉ lệ thấp, ngược lại tỉ lệ cao Tỉ lệ gói tin xác định theo công thức sau: - Mức độ sử dụng đường truyền: khả tận dụng đường truyền mạng Chỉ số cho biết khả truyền mạng qua đường truyền mạnh hay yếu tính theo cơng thức sau: - Mức độ cơng bằng: mức độ luồng thể mạng có đảm bảo công cho kết nối mạng có nhiều loại hình thơng lượng khác Mức độ công thông lượng luồng nhau, ngược lại - Kích thước hàng đợi trung bình: số biểu thị trực tiếp mức độ sử dụng tài nguyên định tuyến Chỉ số xác định tỉ số kích thước hàng đợi trung bình với kích thước thực hàng đợi Cơ chế có số nhỏ có độ trễ hàng đợi nhỏ ngược lại 1.3 Các tham số đánh giá hiệu mạng 1.3.1 Tính sẵn sàng (Availability) Tính sẵn sàng thước đo xác định đánh giá trạng mạng có khả phục vụ, đáp ứng yêu cầu hay không Tham số cho phép luồng thơng tin có chuyển tiếp qua hệ thống mạng hay bị tắc nghiên cần phải xử lý, dịch vụ mạng cung cấp có sẵn sàng cho việc trả lời yêu cầu đưa Vấn đề liên thông hệ thống mạng đề cập tính sẵn sàng Một công cụ, phương pháp đơn giản thường sử dụng kiểm tra tính sẵn sàng hệ thống mạng sử dụng chương trình ping Chương trình thực gửi gói tin giao thức ICMP tới phía máy cần kiểm tra đợi kết trả lời, có kết trả lời xác định tính sẵn sàng hệ thống đích 1.3.2 Thời gian đáp ứng (Response time) Khi yêu cầu gửi tới, có khoảng thời gian dành cho việc xử lý trước trả kết quả, khoảng thời gian gọi thời gian đáp ứng, bao gồm thời gian đi, thời gian xử lý yêu cầu thời gian Đây tham số quan trọng ảnh hưởng tới trình đánh giá khả giải vấn đề có yêu cầu hạ tầng truyền thông Thời gian đáp ứng chậm thường khả giải vấn đề ứng dụng, hạn chế truyền nhận thông tin giao thức hạ tầng truyền thơng tin Có thể số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới thời gian đáp ứng sau: • Quá tải phân đoạn mạng • Các lỗi xuất mạng • Khiếm khuyết mở rộng mạng • Xử lý thơng tin quảng bá mạng chưa tốt • Thiết bị mạng chất lượng • Quá tải nút mạng 1.3.3 Khả sử dụng mạng Khi hệ thống mạng hoạt động, việc đánh giá khả sử dụng mạng yếu tố quan trọng cần đánh giá hiệu mạng Hệ thống mạng hoạt động trạng thái bình thường đa số thời gian, nhiên thực tế hệ thống chưa hoạt động hết công suất khả năng, phần dư thừa xây dựng mạng chưa tính đến yếu tố giảm hiệu hệ thống Để tính tham số khả sử dụng mạng, thơng thường cơng thức sử dụng phần trăm thời gian sử dụng mạng suốt thời gian hoạt động mạng Trong nhiều tình huống, có thời điểm hệ thống sử dụng 100% cơng suất có thời điểm 0% cho trạng thái khơng có u cầu Để tăng tính xác xác định khả sử dụng mạng, việc tính tốn lưu lượng liệu truyền qua hệ thống tổng thời gian hoạt động sử dụng Giá trị cụ thể tính tốn cịn phụ thuộc nhiều vào phương thức truyền kết nối sử dụng giao diện mạng 1.3.4 Thông lượng mạng (Network throughput) Về chất, khả sử dụng mạng tỉ lệ làm việc thực tế hệ thống cịn thơng lượng mạng tổng lượng liệu chuyển tiếp qua nút cần đo thời điểm xác định Người quản trị hệ thống mạng xác định thơng mạng phương pháp tìm nút cổ chai điểm cần đo Đồng thời, số tình nhiều người khẳng định thông lượng hai điểm xác định giá trị băng thông (Bandwidth) điểm Những điểm nêu hồn | tồn khơng xác lý sau đây:  Giá trị thông không phụ thuộc vào thời gian đo khái niệm khác hoàn toàn với thông lượng  Thông lượng thực tế phụ thuộc nhiều vào tổng thể kết nối, thiết bị sử dụng, ứng dụng hoạt động, dịch vụ cung cấp hệ thống thời điểm cần đo 1.3.5 Khả băng thông Khả băng thông yếu tố để xác định thông lượng mạng thời điểm cần đo Tổng dung lượng băng thơng có khả hai nút mạng ảnh hưởng lớn tới hiệu mạng điều hiển nhiên, ta kết nối mạng 100BaseTX đương nhiên ln nhanh với kết nối T1 Tuy nhiên việc xác định khả băng thông điểm cần đo thường phức tạp tổng thể hệ thống tác động, đòi hỏi phải kĩ thuật cụ thể việc xác định giá trị lớn khả băng thông mạng hoạt động Có kĩ thuật sử dụng để xác đính khả băng thơng kĩ thuật packet pair / packet train kĩ thuật thống kê gói tin