6.1.4. Выбор сервера и оценка требуемых характеристик

Время ответа на запрос в «плоских» сетях без использования коммутирующих концентраторов составляет величину от 0,1 до 0,5 мс, т.е. увеличение задержки в сети с «многоэтажной» структурой концентраторов, включающих и коммутирующие матрицы, составляет 20 – 50 %. Но преимущества при этом получаются весьма существенные. Во-первых, суммарная пропускная способность такой «многоэтажной» конфигурации (когда клиенты замыкаются на менее скоростные концентраторы типа 10BASE - T, а те в свою очередь – на коммутирующую матрицу высокоскоростного концентратора) намного больше, так как обмен между клиентами не мешает обмену с центральными серверами. Так, суммарная пропускная способность сети с коммутирующим концентратором, поддерживающим 16 портов Ethernet и один порт высокоскоростной магистрали, составляет от 300 до 600 Мбит/с в зависимости от типа трафика, тогда как при «плоской» архитектуре она ограничивается пропускной способностью каналов магистральной сети 100 Мбит/с. Кроме того, модульный коммутирующий концентратор позволяет наращивать производительность сети простым добавлением коммутирующих портов Ethernet и FDDI.

Задержки в сети зависят также от числа переприемов в транзитных устройствах. Поэтому с целью их уменьшения надо стремиться сделать как можно короче пути от пользователей к серверам, доводя число транзитных устройств до двух. Наиболее эффективной может быть сеть, построенная на основе технологии коммутации и преобразования скоростей, когда скорость передачи на рабочих станциях составляет 10 Мбит/с, а на серверах – 100 Мбит/с. При этом важную задачу представляет выбор рациональной величины пропускной способности каналов сети, обеспечивающей задержки, не превышающие заданных значений и в то же время не слишком избыточные.

Среднее время задержки сети в i-м канале

,

где – интенсивность потока сообщений в i-канале на входе коммутирующего концентратора, (1/с); – интенсивность длины сообщения, (1/бит); – интенсивность пропускания сообщений.

При общей интенсивности поступлений сообщений в систему среднее время задержки одного сообщения в сети

, ,

где N – количество низкоскоростных коммутаторов, на которые непосредственно замыкаются клиенты.

Обычно ставится задача определить такую пропускную способность каналов, которая бы обеспечивала минимальную среднюю задержку в сети при заданной общей пропускной способности магистральной сети или минимизировала общую пропускную способность сети при ограничении на задержку в сети .

Задача решается методом неопределенных множителей Лангранжа. В первой постановке решение задачи сводится к выражениям

где – коэффициент загрузки сети.

После несложных преобразований и подстановок получаем выражение

.

Во второй постановке получаем

;

.

В общем случае следует учитывать, что реальные пропускные способности каналов ограничиваются стандартным рядом 200, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 бит/с. Поэтому полученные значения С_iопт должны быть округлены до ближайших значений ряда и затем уточнены значения .

Оценки на разработанных моделях в части функционирования серверов показывают сильную зависимость времени ответа как от потенциальных возможностей сервера, определяемых быстродействием его вычислительных ресурсов (процессора, оперативной и дисковой памяти, системы ввода-вывода и обмена), так и от величины интенсивности трафика и загрузки основных устройств сервера и в первую очередь дисковой памяти как наиболее медленной.