Παράγοντες Αξιολόγησης Ενός Δικτύου

 


Η αξιολόγηση μιας αρχιτεκτονικής δικτύου είναι πολύπλοκη υπόθεση και απαιτεί την εξέταση πολλών παραμέτρου. Όσον αφορά στην ικανότητα ενός δικτύου να υποστηρίξει εφαρμογές πολυμέσων, μπορούμε να διακρίνουμε έξι παράγοντες καθοριστικής σημασίας:

Ρυθμός Εξυπηρέτησης (Throughput)
Καθυστέρηση Μεταφοράς (Transit Delay)
Μεταβλητότητα της Καθυστέρησης (Delay Variation)
Ισοχρονισμός (Isochronism)
Multicasting
Ρυθμοί Λαθών (Error Rates)

 

 

Ρυθμός Εξυπηρέτησης (Throughput)


Το δείκτη αυτό τον έχουμε ήδη χρησιμοποιήσει με τα ονόματα bit rate, ρυθμό μεταφοράς δεδομένων (transfer rate) ή εύρος ζώνης (bandwidth). Ο τελευταίος όρος τυπικά αναφέρεται στο εύρος συχνοτήτων ενός μέσου μετάδοσης, αλλά γενικεύεται κατά αναλογία και στην περίπτωση του δικτύου. Ο ρυθμός εξυπηρέτησης μπορεί να οριστεί ως εξής:

Ο ρυθμός μεταφοράς των δεδομένων μεταξύ δύο συστημάτων ορίζεται ως το πλήθος των δυαδικών ψηφίων (ή πακέτων) που μπορεί να δεχτεί και μεταδώσει το δίκτυο στη μονάδα του χρόνου.

Ο ορισμός αυτός έχει ένα κρυφό σημείο. Δεν καθορίζει ακριβώς τον τρόπο μέτρησης του ρυθμού εξυπηρέτησης. Έτσι μια τιμή μπορεί να αναφέρεται στο μέγιστο ρυθμό εξυπηρέτησης είτε στο ρυθμό εξυπηρέτησης που μπορεί να διατηρηθεί σταθερός από το δίκτυο. Οι συνήθεις μονάδες μέτρησης είναι τα πολλαπλάσια του bps (bits per second): Kbps, Mbps, Gbps. Σε δίκτυα όπου η πληροφορία μεταδίδεται σε πακέτα, μπορούμε να μιλήσουμε για packets/sec.

Στον ορισμό παρατηρούμε μια διαφοροποίηση μεταξύ του μέγιστου δυνατού ρυθμού αποδοχής των δεδομένων, που θα ονομάσουμε ρυθμό ή ταχύτητα πρόσβασης (access speed) και του ρυθμού μετάδοσης τους από το δίκτυο. Πράγματι, υπάρχουν δίκτυα, όπως τα περισσότερα από αυτά που χρησιμοποιούν μεταγωγή με πακέτα, που δέχονται δεδομένα τα οποία όμως, για διάφορους λόγους, δε μπορούν να μεταδοθούν αμέσως και τοποθετούνται σε ουρές αναμονής. Αντίθετα, τα δίκτυα μεταγωγής κυκλώματος μπορούν να εξασφαλίσουν σταθερό bit rate παρόμοιο με αυτό του ρυθμού εισόδου πελατών.

 

 

Καθυστέρηση Μεταφοράς


Ορίζουμε την καθυστέρηση μεταφοράς ως εξής:

Η καθυστέρηση μεταφοράς του δικτύου είναι το χρονικό διάστημα μεταξύ της αποστολής του πρώτου bit ενός κομματιού πληροφορίας και της λήψης του από το άλλο άκρο της επικοινωνίας.

Κανένα δίκτυο δε μπορεί να αποφύγει την καθυστέρηση μεταφοράς λόγω της καθυστέρησης μετάδοσης του σήματος στο φυσικό μέσο. Υπάρχουν και περιπτώσεις δικτύου που αυτή η καθυστέρηση οφείλεται και σε άλλους παράγοντες όπως η δρομολόγηση και η αναγέννηση.

Η καθυστέρηση μεταφοράς αποτελεί ένα χαρακτηριστικό του δικτύου. Για τις περισσότερες εφαρμογές υπάρχει μία πιο σημαντική παράμετρος: η καθυστέρηση από άκρο σε άκρο, η οποία έχει τρεις συνιστώσες:

Το χρόνο που απαιτείται γιά να ελευθερωθεί το μέσο, ώστε να επιτραπεί η αποστολή των δεδομένων από το δίκτυο. Αυτή η καθυστέρηση ονομάζεται καθυστέρηση πρόσβασης (access delay).
Το χρόνο διάδοσης των δεδομένων πάνω στο φυσικό μέσο.
Την καθυστέρηση μεταφοράς που ορίσαμε πριν.

Για τις διαλογικές (interactive) εφαρμογές ιδιαίτερη σημασία έχει και ο χρόνος απάντησης από τον λήπτη (round trip delay). Ο χρόνος αυτός δεν εξαρτάται πλήρως από το δίκτυο αλλά και από την ταχύτητα με την οποία απαντά ο λήπτης.

 

 

Μεταβλητότητα της Καθυστέρησης


Κανένα δίκτυο δε μπορεί να εγγυηθεί σταθερή καθυστέρηση μεταφοράς ή από άκρο σε άκρο. Υπάρχουν δίκτυα με ελάχιστες καθυστερήσεις της τάξης του nanosecond στα οποία η μεταβλητότητα δεν παίζει καθοριστικό ρόλο. Όταν όμως αυξάνει η καθυστέρηση και η μεταβλητότητα είναι μεγάλη, όπως στα δίκτυα IP (Internet Protocol), τότε η παράμετρος αυτή είναι σημαντική. Η μεταβλητότητα μετράται με διάφορες στατιστικές μεθόδους.

Στην τεχνολογία μετάδοσης σημάτων ορίζεται η έννοια του jitter, ως η μεταβλητότητα της καθυστέρησης μετάδοσης που οφείλεται αποκλειστικά στις συσκευές μετάδοσης. Στα δίκτυα το jitter που οφείλεται στις ατέλειες των συσκευών μετάδοσης είναι αναπόφευκτο, αλλά συνήθως μικρό. Σε κυκλώματα μεγάλων αποστάσεων μπορεί να φτάσει την τάξη των microsecond, ενώ συνήθως κυμαίνεται στην τάξη των nanosecond.

Εκτός από το jitter του υλικού, υπάρχει και μεταβλητότητα που οφείλεται στην αρχιτεκτονική του δικτύου. Για παράδειγμα, σε τοπικά δίκτυα αρτηρίας η μεταβλητότητα του χρόνου πρόσβασης ή σε δίκτυα IP της δρομολόγησης, προστίθενται σε αυτή του jitter.

 

 

Ισοχρονισμός


Αυτό το χαρακτηριστικό έχει ιδιαίτερη σημασία, όσον αφορά στην καταλληλότητα ενός δικτύου για εφαρμογές πολυμέσων. Δεν αποτελεί εγγενές χαρακτηριστικό του δικτύου, αλλά ένα συνδυασμό ορισμένων βασικών χαρακτηριστικών.

Μια από άκρο σε άκρο επικοινωνία ονομάζεται ισόχρονη, εάν το bit rate της σύνδεσης είναι εξασφαλισμένο και αν η μεταβλητότητα της καθυστέρησης είναι επίσης εξασφαλισμένη και μικρή.

Αυτή η απαίτηση επιτρέπει τη μετάδοση συνεχών ροών πληροφορίας, όπως γιά παράδειγμα video και ήχου πραγματικού χρόνου. Τέτοιου είδους μεταδόσεις απαιτούν ένα σταθερό ρυθμό μεταφοράς δεδομένων, ώστε η πληροφορία να διατηρεί τη χρονική της εξάρτηση στο άλλο άκρο αναλλοίωτη. Επίσης, σταθερή μεταβλητότητα, που βρίσκεται σε καθορισμένα όρια, μπορεί να αντιμετωπιστεί ή να περάσει απαρατήρητη.

 

 

Multicasting


Ο ορισμός του multicasting είναι ο εξής:

Multicasting είναι η ιδιότητα ενός δικτύου να αντιγράφει, σε καθορισμένα σημεία του δικτύου, τα δεδομένα που εκπέμπει μία πηγή. Τα δεδομένα που αντιγράφονται προωθούνται στα συστήματα-παραλήπτες που αποτελούν μέλη ενός multicast group, με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιηθούν τα τμήματα του δικτύου, στα οποία περνούν πολλά αντίγραφα της ίδιας πληροφορίας.

Η αντιγραφή μπορεί να γίνεται σε επίπεδο μεμονωμένων bits, μπλοκ πληροφορίας όπως τα πακέτα ή και σε επίπεδο αντικειμένων όπως έγγραφα, ηλεκτρονικά μηνύματα κ.λ.π.

 

 

Ρυθμοί Λαθών


Το πιο προφανές ζητούμενο από ένα δίκτυο είναι η σωστή μετάδοση της πληροφορίας. Τα είδη των λαθών μπορούν να προκύψουν κατά τη μετάδοση της πληροφορίας μέσα από ένα δίκτυο είναι:

Αλλοίωση των δεδομένων.
Συνήθως εμφανίζεται με τη μορφή αντεστραμμένων bits.
Χάσιμο δεδομένων.
Αυτό μπορεί να οφείλεται στην αλλοίωση των δεδομένων. Ορισμένα δίκτυα ανιχνεύουν τα λάθη και απορρίπτουν τα μπλοκ πληροφορίας που έχουν επηρεαστεί. Στη συνέχεια, είτε ενημερώνουν τον αποστολέα να επαναλάβει την αποστολή, είτε αφήνουν την εφαρμογή να αντιμετωπίσει την απώλεια. Σε σύγχρονα δίκτυα μεταγωγής με πακέτα, όπως τα IP, η απώλεια μπορεί να οφείλεται και στην υπερφόρτωση των κόμβων ή των γραμμών.
Data Duplication.
Ένα λάθος που συναντάται, είναι η λήψη του ίδιου μπλοκ πληροφορίας περισσότερες από μια φορές.
Λήψη σε λάθος σειρά.
Σε δίκτυα που μεταφέρουν την πληροφορία σε κάποιας μορφής πακέτα και προσφέρουν εναλλακτικούς δρόμους μετακίνησης των δεδομένων, είναι δυνατόν τα δεδομένα να φτάσουν στον προορισμό τους με λανθασμένη σειρά. Αυτό συμβαίνει συνήθως σε δίκτυα που εφαρμόζουν επικοινωνία χωρίς σύνδεση.

 

 
 
     

Αρχή σελίδας
 
(c) 2001 created by Magnet Internet Services