Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Применение облачных технологий для анализа характеристик сети. Методические указания к лабораторным работам
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального
образования
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И
ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра Мультисервисных сетей и информационной безопасности
Н.В. Киреева, М.А. Буранова
Применение облачных технологий для анализа
характеристик сети
Методические указания к выполнению лабораторной работы
Самара, 2015
УДК
БКК
Рекомендовано к изданию методическим советом ПГУТИ,
Протокол № 18 ,от 02.04.2015 г.
Рецензент:
Доцент кафедры МСИБ, к.т.н. В.В. Пугин
Киреева, Н.В. Буранова М.А.
Применение облачных технологий для аназа характеристик сети: методические указания к
выполнению лабораторной работы / Н.В. Киреева, М.А Буранова. - Самара: ПГУТИ, 2015. – 28с.
Методические указания «Применение облачных технологий для аназа характеристик сети»
содержат необходимую информацию для написания лабораторных работ, разработано в
соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки специальностей 11.03.02, 10.05.02 и
предназначено для выполнения лабораторных работ студентами.
2
©, Киреева Н.В., Буранова М.А., 2015
I Теоретическая информация к лабораторной работе «Применение
облачных технологий для анализа характеристик сети»
1. Мировые лидеры в разработке облачных сервисов и
технологий
Согласно опубликованному BTC Logistic отчету с информацией о
ранжировании игроков мирового рынка облачных вычислений, лидерами на
данном рынке являются компании Amazon и IBM.
Высокие показатели деятельности в сфере облачных
информационных систем продемонстрировали так же такие «киты» ИТрынка как Google, Microsoft, Oracle, Cisco, Mware, Citrix, RedHat, Salesforce,
Symantec,V EMC.
Ниже приведена своеобразная «сетка», где представлены основные
категории облачных сервисов, а также лидеры в их производстве:
Рис.1 Основные вендоры на рынке облачных сервисах
2. Архитектура облачного cервиса
Единой архитектуры облачного сервиса нет, но есть системы и
компоненты, которые являются обязательными для любого облачного
сервиса. Такой эталонной моделью можно назвать архитектуру,
реализуемую компанией Citrix:
3
Приложения и службы
Слой управления компонентами
Виртуальные машины
Аппаратные ресурсы
Гипервизор
ЦОД
Мост
Точка входа
Пользователи
Рис.2 Принципиальнаяструктура облачного сервиса (реализуется компанией
Citrix)
3. Варианты предоставления облачных услуг
Превращение IT в услугу значительно упрощает и систематизирует
процесс использования IT-технологий. И многие компании начинают
рассматривать работу IT как услугу даже в рамках одной компании, что
позволяет успешно заключать и выполнять договоренности между бизнесом
и IT.
Облако это тоже услуга, которая может предоставляться разными
способами.
IaaS(Infrastructure as a Service) – инфраструктура как услуга. В данном
случае, в облаке предоставляется целая инфраструктура – сетевое
оборудование, хранилище, сервера, операционные системы, системы
управления. Вы получаете свой отдельный виртуальный датацентр,
который, как и все в облаках, гибко масштабируется.
PaaS (Platform as a Service) – платформа как услуга. Уровень
абстракции над IaaS, с помощью которого предоставляется готовая
платформа для прикладного приложения (операционная система, базы
данных, сервер приложений, балансировка нагрузки и т.п.).
SaaS (Software as a Service) – приложение как услуга. Конечному
пользователю через Веб-интерфейс предоставляется готовое прикладное
приложение. Примером такого сервиса является MicrosoftOffice.
4
Многие считают, что термин «облачные вычисления» является
Приложения OfficeWebApps
MicrosoftLyncOnline
MicrosoftExchangeOnline
MicrosoftDynamics CRM Online
WindowsServerActiveDirectory
SQL Azure
WindowsAzurePlatformAppliance
WindowsAzure
WindowsAzurePlatformAppliance
SharePointOnline
OfficeLiveMeeting
WindowsLive*
WindowsLiveSkyDrive*
Фотоальбом WindowsLive*
Киностудия WindowsLive*
WindowsLiveHotmail*
WindowsLiveMessenger*
Zune
MSN
XboxLive
маркетинговым ходом компаний, предоставляющих данные услуги, так как
не несет в себе принципиально новых технологических решений. Ведь и
виртуализация, которая используется в облаках, и, например, модель SaaS
(вспомним терминальный сервер Windows с 1С Предприятием) известны и
применяются давно. Но в то же время, это новый подход к порядку
предоставления услуг в сфере информационных технологий, который
обеспечивает бизнес качественными, своевременными и гибкими
решениями, что позволяет компаниям успешно реагировать на изменения
рынка.
4. Облачные приложения и службы
Облачные приложения и службы это непосредственно те программы,
которые будет использовать непосредственно клиент. Ниже приведены
примеры служб и приложений от компании Microsoft:
традиционного подхода к IT-инфраструктуре. Для наращивания мощностей
серверов, не надо ждать поставки дополнительного оборудования, не надо
покупать новые лицензии или увеличивать штат обслуживающего
персонала. Все происходит быстро и по запросу. Но более того,
можнотакже уменьшать потребляемые ресурсы. К примеру, в компании
Облако дает гибкость, которой не хватает при использовании
5. Что дает облако?
5
появляется новый проект, под который покупается оборудование,
программное обеспечение, нанимаются люди, а потом проект
замораживается на полгода. В результате, компания потратит деньги на
оборудование и программное обеспечение, которое будет простаивать
полгода. Более того, за полгода оно может успеть устареть. Используя
облачные технологии, компания платит только за те ресурсы, которые она
потребляет и которые необходимы ей в конкретный момент времени. Такой
подход называется pay as you go.
6. Виртуальные машины
Виртуальная машина — это полностью изолированный программный
контейнер, который работает с собственной ОС и приложениями, подобно
физическому компьютеру. Виртуальная машина работает полностью
аналогично физическому компьютеру и обладает собственными ЦП,
памятью, жестким диском и сетевым адаптером.
Установленная на ней операционная система, а также приложения и
другие компьютеры в сети оказываются не в состоянии отличить, имеют ли
они дело с виртуальной или физической машиной. Даже сама виртуальная
машина считает себя «настоящим» компьютером. Но, несмотря на это,
виртуальные машины состоят исключительно из программных компонентов
и не включают оборудование. Это дает им ряд уникальных преимуществ
над физическим оборудованием.
В общем и целом, виртуальные машины предлагают четыре основные
характеристики, полезные для заказчиков.
Совместимость: виртуальные машины совместимы со всеми
стандартными компьютерами.
Изоляция: виртуальные машины изолированы друг от друга так, как
если бы они работали на разных физических системах.
Инкапсуляция: в виртуальных машинах инкапсулируется полная
вычислительная среда.
Независимость от оборудования: виртуальные машины работают
независимо от базового оборудования.
7. ЦОД
Центр обработки данных (ЦОД)— это отказоустойчивая комплексная
централизованная система, обеспечивающая автоматизацию бизнес-
процессов с высоким уровнем производительности и качеством
предоставляемых сервисов.
6
Назначение ЦОД— обеспечение гарантированной безотказной работы
информационной системы предприятия с заданными уровнями
доступности, надежности, безопасности и управляемости. Использование
технологии создания центров обработки данных позволяет создавать
резервные штаб-квартиры предприятий с сохранением максимально
возможной функциональности информационной системы при
чрезвычайных обстоятельствах.
Центры обработки данных включают:
высоконадежное серверное оборудование,
системы хранения и передачи данных,
программное обеспечение,
архитектурно-технические решения,
обеспечивающую инженерную инфраструктуру,
физическую защиту помещений,
комплекс организационных мероприятий,
систему мониторинга и управления.
8. Характеристики качества сети Интернет
Самой распространенной на сегодня характеристикой качества Internetканала является "время пинга" (время от посылки ICMP-запроса до
получения ICMP-ответа). При всех неоспоримых достоинствах,
использование этой характеристики имеет одно существенное ограничение.
Дело в том, что на ICMP-запрос, как правило, "отвечает" процессор
активного оборудования (маршрутизатора или коммутатора) по причине
того, что передача данных в большинстве случаев осуществляется
аппаратно, т.е. с помощью специализированных, встроенных в
оборудование микросхем. Вследствие этого "ping" является хорошим
средством для оценки только одной характеристики качества Internetканала, а именно его доступности. Делать же выводы о других
характеристиках канала связи, например его производительности,
используя "ping",— нельзя.
Для того, чтобы оценить качество Internet-канала необходимо
измерить, следующие характеристики:
Доступность
Производительность
7
9. Доступность
Доступность измеряется в процентах и характеризует процент
времени, когда каналом можно было пользоваться. Другими словами,
доступность канала — это показатель того, насколько надежно работает
Internet-канал. Например, если в течение года канал был недоступен в
течении 30 минут, то его доступность составит 100%-
30/(60*24*365)=99.994%. Для большинства Российских ISP, хорошей
доступностью Internet-канала можно считать значение не менее чем 99.8%,
т.е. если канал в течение года недоступен не более чем 1.8 часа. Для
сравнения скажем, что доступность телефонных каналов, как правило,
составляет пять девяток, т.е. 99.999%.
Инструментальным средством для измерения доступности канала
является утилита ping, доступная на множестве платформ.
10. Производительность
Потенциально высокая производительность — это одно из основных
преимуществ распределенных систем, к которым относятся компьютерные
сети. Это свойство обеспечивается принципиальной, но, к сожалению, не
всегда практически реализуемой возможностью распределения работ между
несколькими компьютерами сети.
Основные характеристики производительности сети:
время реакции;
скорость передачи трафика;
пропускная способность;
задержка передачи и вариация задержки передачи.
Время реакции сети является интегральной характеристикой
производительности сети с точки зрения пользователя. Время реакции
определяется как интервал между возникновением запроса пользователя к
какой-либо сетевой службе и получением ответа на него.
Значение этого показателя зависит от типа службы, к которой
обращается пользователь, от того, какой пользователь и к какому серверу
обращается, а также от текущего состояния элементов сети —
загруженности сегментов, коммутаторов и маршрутизаторов, через которые
проходит запрос, загруженности сервера и т.п.Поэтому имеет смысл
использовать также и средневзвешенную оценку времени реакции сети,
усредняя этот показатель по пользователям, серверам и времени дня (от
которого в значительной степени зависит загрузка сети).
8
Производительность сети может характеризоваться также скоростью
передачи трафика. Скорость передачи трафика может быть мгновенной,
максимальной и средней.
средняя скорость вычисляется путем деления общего объема
переданных данных на время их передачи, причем выбирается
достаточно длительный промежуток времени — час, день или неделя;
мгновенная скорость отличается от средней тем, что для усреднения
выбирается очень маленький промежуток времени — например, 10 мс
или 1 с;
максимальная скорость — это наибольшая скорость, зафиксированная в
течение периода наблюдения.
Пропускная способность — максимально возможная скорость
обработки трафика, определенная стандартом технологии, на которой
построена сеть. Пропускная способность отражает максимально возможный
объем данных, передаваемый сетью или ее частью в единицу времени.
Пропускная способность измеряется либо в битах в секунду, либо в
пакетах в секунду.
Пропускная способность сети зависит как от характеристик физической
среды передачи (медный кабель, оптическое волокно, витая пара) так и от
принятого способа передачи данных (технология Ethernet, FastEthernet,
ATM).
Обычно качество сети характеризуют величинами максимальной
задержки передачи и вариацией задержки. Не все типы трафика
чувствительны к задержкам передачи, во всяком случае, к тем величинам
задержек, которые характерны для компьютерных сетей, — обычно
задержки не превышают сотен миллисекунд, реже — нескольких секунд.
Такого порядка задержки пакетов, порождаемых файловой службой,
службой электронной почты или службой печати, мало влияют на качество
этих служб с точки зрения пользователя сети. С другой стороны, такие же
задержки пакетов, переносящих голосовые или видеоданные, могут
приводить к значительному снижению качества предоставляемой
пользователю информации — возникновению эффекта "эха",
невозможности разобрать некоторые слова, вибрации изображения и т. п.
9
II Методическая разработка к лабораторной работе «Применение
PC 01
PC 02
PC 03
Switch
Internet
Cloud
Services
Sky Drive
облачных технологий для анализа характеристик сети»
В данном разделе будет рассмотрена практическая часть
лабораторной работы «Применение облачных технологий для анализа
характеристик сети» непосредственно используемая для ее вы полнения.
Цель работы:ознакомиться с Облачным Сервисом OneDrive (ранее
SkyDrive) от компании Microsoft. Произвести перехват трафика при загрузке
и скачивании данных в облачное хранилище OneDrive с помощью
снифферной программы – Wireshark. По результатам перехвата определить
качество передачи данных в прямом и обратном направлениях к Облачному
Сервису. Определить в каком направлении канал имеет наиболее
качественные характеристики.
Приборы и материалы: рабочие станции с ОС Windows, анализатор
Wireshark, Excel.
Требование к отчету:Цель работы; значения минимального,
максимального и среднего значения вариации задержек; расчеты
характеристик сети, графики и выводы, полученные по ходу выполнения
работы. Общий вывод о производительности сети при использовании
Облачного сервиса.
В данной работе производится исследование характеристик сети
Интернет при работе с облачным сервисом OneDrive. Для выполнения
данной работы студенту необходимо иметь представление об архитектуре
облачных сервисов, уметь работать с анализатором Wireshark, программой
Excel. Работа выполняется в аудитории с общей сетевой инфраструктурой,
упрощенная топология представлена ниже:
Рис.3 Топология исследуемой сети
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]