- SLIP TCP/IP
7. Các vấn đề về thiết kế hiệu năng
Giải pháp hiệu năng đầu tiên nên đợc xây dựng đối với mạng truyền cáp quang và kĩ thuật số sử dụng các dịch vụ frame relay. Bởi vì frame relay không cung cấp các dịch vụ lớp 3 OSI nh trong X.25 nên mạng truyền tin nên có các đặc tính về hiệu năng sao cho có thể giảm thiểu các lỗi hoặc không có lỗi.
Các tham số lõi của lớp liên kết định nghĩa các điều khiển ảnh hởng lớn nhất đến hiệu năng bên trong mạng. Nếu kích thớc cửa sổ cực đại đợc đặt quá thấp có thể ảnh h- ởng đến hiệu năng và làm giảm giá trị throughput.Throughput là một tham số khác có thể đợc đặt để kể đến không có nhiều vận tải hơn những gì có thể đợc điều khiển bởi mạng, bởi vậy tốt hơn hết là trao cho các ngời dùng trách nhiệm quản lý lớp throughput chứ không nên để cho hiệu năng mạng thấp điều khiển nó.
7.1. Các frames bị mất và tỉ lệ lỗi truyền.
Các lỗi bit cũng gây các thiệt hại giống nh khi tắc nghẽn. Khi lỗi bit xảy ra thì các frames lỗi sẽ bị loại bỏ và đợc truyền lại, điều này có thể làm tăng trễ và tắc nghẽn mạng. Đồng thời mạng lại cần các giao thức truyền mức cao hơn để thực hiện việc phục hỗi mạng. Điều này giải thích tại sao các điều kiện truyền nghèo nàn trên mạng frame relay lại ảnh hởng tồi tệ đến mạng, làm cho việc truyền lại dữ liệu đợc thực hiện quá nhiều. Điều kiện truyền tốt, chẳng hạn các cáp sợi quang với tỉ lệ lỗi là 10-13 là đợc xem là lí tởng, đem lại hiệu năng cao nhất.
Có hai cách tính hiệu năng đợc định nghĩa trong ANSI T1.606-1990. Công thức thứ nhất là tỉ lệ lỗi d (RER) đợc định nghĩa là phần trăm tổng số FPDUs đợc truyền với tổng số FPDUs hợp lệ đợc phân phối giữa 2 biên. Công thức:
1- boundaries between FPDUs offered total boundaries between delivered FPDUs correct total _ _ _ _ _ _ _ _ _ =RER
Công thức thứ hai là số frames bị mất giữa 2 biên trong một khoảng thời gian cho trớc, thờng là số frames bị mất trong một giây.
7.2. Trễ truyền
Trễ truyền xảy ra khi dữ liệu đang đợc truyền, nó thờng phụ thuộc điều kiện truyền của mạng, xấp xỉ 8ms/1000 dặm.
Bởi vì kích cỡ frame có thể thay đổi nên tổng cộng trễ truyền cũng thay đổi. Cả âm thanh và video nén đều không chấp nhận trễ nên frame relay không phải là một cơ chế tốt cho việc truyền các loại dữ liệu này. Tất cả các ứng dụng dùng frame relay đều phải có khả năng chấp nhận trễ truyền cũng nh việc truyền lại dữ liệu. Sự thay đối trong trễ end-to-end đợc xem nh là jitter.
Biện pháp chính đo lờng hiệu năng của frame relay là transit delay đợc định nghĩa trong ANSI T1.606-1990. Nó cũng đợc xem nh là end-to-end latency. Latency định nghĩa transit delay của một FPDU là khoảng thời gian từ khi bit đầu tiên đợc truyền qua biên thứ nhất (transmit) cho đến khi bit cuối cùng đợc truyền qua biên còn lại (receive).
Công thức:
ttransit delay = ttransmit - treceive
7.4. Trễ gói, trễ nối tiếp và trễ hàng đợi.
Xếp hàng trong một mạng frame relay trở thành một chức năng của các bộ đệm thiết bị mạng có nhiệm vụ xử lý các frames. Nếu so sánh với chuyển mạch gói X.25 thì ở đây có ít xếp hàng hơn nhiều. Nên nhớ rằng giao thức frame relay đợc thiết kế là để loại bỏ các frames và cảnh báo cho các thiết bị gửi và nhận biết khi có các điều kiện tắc nghẽn xảy ra. Một số nhà cung cấp đã sử dụng một số bộ đệm nh là những thiết bị xếp hàng trong một khoảng thời gian ngắn, nhng điều này cũng chỉ giới hạn đợc đến mili giây. Trễ cũng xảy ra khi một thiết bị chuyển mạch FR phải đọc vào các bộ đệm vào toàn bộ frame FR và kiểm tra CRC trớc khi nó đợc chuyển tới chuyển mạch khác. Điều này đợc gọi là trễ lần lợt (serialization). Trễ cũng có thể xảy ra trong các bộ đệm trong quá trình xử lý xếp hàng (toàn bộ frame đợc đọc vào bộ đệm vào nhng phải bị giữ lại cho đến khi băng thông rỗi để truyền frame qua mạng). Nếu bị sử dụng không đúng thì lợng lớn các trễ lần lợt và trễ hàng đợi có thể gây thiệt hại rất lớn cho việc vận chuyển hớng phiên (session- oriented traffic). Nếu mạng đòi hỏi thêm việc xếp hàng thì chúng nên đợc thực hiện bởi các thiết bị ngời dùng chẳng hạn nh Packet Assembler/Deassembler (PAD) và Frame Relay Assembler/Deassembler hoặc Access Device (FRAD). Trễ gói có thể đợc tìm thấy trong những thiết bị loại này, trễ thờng xảy ra trong khi đợi việc điền đầy dữ liệu vào một frame FR. Khi mà hàng đợi đã đầy thì thì thiết bị frame relay sẽ bắt đầu huỷ dữ liệu, ngay cả khi dữ liệu cha đợc đa vào mạng. Thứ tự huỷ dữ liệu có thể đợc quản lý theo nhiều cách, chẳng hạn bởi bit DE, các cấu hình phần cứng hay là các cờ ....
7.5. Overhead và Throughput
Nh đã đề cập ở phần trớc, có rất ít overhead khi dùng frame relay, phần trăm overhead giảm khi mà kích thớc frame tăng. Điều này là nhờ có sự có mặt của các dịch vụ end-to-end đợc cung cấp bởi các giao thức mức cao hơn trong các thiết bị cuối. Việc loại bỏ các overhead không cần thiết sẽ làm tăng hiệu năng, nhờ vậy sẽ có nhiều thông tin hơn đợc truyền thông qua kênh vật lý. Kích thớc frame đợc chấp nhận bởi mạng càng lớn thì throughput càng lớn. Throughput có thể đợc tính toán dựa vào số bits dữ liệu đợc truyền thành công từ biên này sang biên khác trong một đơn vị thời gian.
7.6. Định kích thớc cửa sổ và ảnh hởng của chúng lên các giao thức mức cao hơn. mức cao hơn.
Hiệu năng của các giao thức mức cao hơn hầu nh sẽ bị ảnh hởng khi một ngời dùng chuyển từ sử dụng đờng truyền riêng sang các mạch frame relay. Frame relay không chỉ tăng trễ mà còn ảnh hởng xấu đến các giao thức mức cao hơn và cách thức truyền thông của chúng. Bởi vì trễ có thể tăng quá mức hoặc bị thay đổi nên các ứng dụng hớng phiên có thể bị time-out. Việc loại bỏ các frame quá mức của việc vận tải DE có thể gây ra các ảnh hởng tơng tự. Các giao thức có đòi hỏi việc trả lời của các packet đ- ợc truyền đi, chẳng hạn nh Novell IPX, có thể có hiệu năng hết sức tồi tệ đối với những dịch vụ có tỉ lệ huỷ bỏ vận tải DE cao. Trong trờng hợp này các NLMs (Network Loadable Modules)
đợc thiết kế để cho phép ngời dùng “chỉnh” mạng của họ để có đợc một hiệu năng frame relay tốt hơn. Ví dụ: tăng kích thớc cửa sổ, tăng kích cỡ gói, hoặc tăng trễ time-out. Trớc khi chuyển sang frame relay hãy hỏi các nhà cung cấp giao thức mạng WAN của bạn về những gì bạn có thể mong đợi và bạn cần chỉnh những gì để có đợc hiệu năng mạng tối u.
7.7. Buffering và Throughput trong quá trình tắc nghẽn
Có thể xảy ra 2 trờng hợp thắt cổ chai: tắc nghẽn mạng khi một nút mạng nhận nhiều frame hơn khả năng xử lý của nó hoặc khi nó truyền nhiều frame hơn khả năng nhận của mạng, trong cả 2 trờng hợp thì tất cả các bộ đệm đều bị đầy. Khi thông tin tràn vùng đệm thì các gói sẽ bắt đầu bị huỷ. Việc xử lý tắc nghẽn đợc dành cho các lớp mạng. Đây là một lý do khác cho các giao thức truyền ứng dụng thông minh. Mạng sẽ dựa vào các giao thức mức cao hơn này, chẳng hạn TCP và lớp 4 Transport OSI, để thực hiện việc truyền lại các dữ liệu đã bị huỷ. Việc tắc nghẽn tăng ảnh hởng tiêu cực trực tiếp đến
dựa trên các cấu hình DE đi đôi với các kích thớc frame cực đại là có hại lớn nhất cho throughput trong thời kỳ mất frame hoặc tắc nghẽn.