5. Критерии эффективности работы сети. Показатели надежности и отказоустойчивости.

Все множество критериев эффективности работы сети может быть разделено на две группы: I) производительность, II) надежность.

I) Производительность сети измеряется с помощью показателей двух типов:

А) временных

Б) показателей пропускной способности.

Эти два показателя являются обратными, зная один, можно вычислить другой.

А) Время реакции в общем случае вычисляется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какому-либо сетевому сервису и получением ответа на этот запрос. При оценке производительности сети по отношению ко всем узлам в целом используют критерии двух типов: средневзвешенные и пороговые. Средневзвешенные представляют собой сумму времен реакции всех или некоторых узлов при взаимодействии со всеми или некоторыми серверами сети по определенному сервису.

_i _j T_ij

m n

m – число клиентов, n – число серверов, T_ij – время реакции i-го клиента при обращении к j-му серверу.

Оптимизация сети по данному критерию заключается в нахождении параметров, при которых критерий имеет минимальное значение или не превышает некоторое заданное число.

Пороговый критерий отражает наихудшее время реакции по всем возможным сочетаниям серверов, клиентов и сервисов: max_ijkT_ijk.

Чаще применяются пороговые критерии оптимизации, т.к. они гарантируют пользователям некоторую удовлетворительную реакцию сети на их запрос.

Б) Существует большое количество вариантов критериев, характеризующих пропускную способность:

- Критерии, отличающиеся единицей измерения передаваемой информации. В качестве этой единицы обычно используются пакеты или кадры, или биты, соответственно, пропускная способность измеряется в пакет/сек или в бит/сек.

- Критерии, отличающиеся учетом служебной информации. При измерении пропускной способности в пакетах/сек, отделить пользовательскую информацию от служебной невозможно, а при побитовой - можно.

- Критерии, отличающиеся количеством и распределением точек измерения. Пропускную способность можно измерять между двумя любыми узлами или точками сети, причем полученное значение при одних и тех же условиях работы сети может быть неодинаково, в зависимости от того, между какими двумя точками проводят измерения. По результатам измерений составляют матрицу трафика узлов сети.

II) Надежность.

Надежность является комплексным свойством, включающим в себя в зависимости от назначения объекта или условий его эксплуатации ряд простых свойств: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.

Показатели надежности и отказоустойчивости.

• Надежность – это способность системы правильно функционировать в течение продолжительного периода времени.

Под показателем надежности принято понимать величину или совокупность величин, характерезующих качественно или количественно степень приспособленности систем к выполнению поставленной задачи при применении по назначению.

Качественные показатели надежности – это такие показатели, которые не могут быть выражены в виде числа и не содержат информации, позволяющей обосновать предпочтение одного из нескольких конкурирующих вариантов системы при их сравнении. Качественные показатели указывают на то, что рассматриваемая система обладает каким-либо свойством для выполнения поставленной задачи (например, безотказность, восстанавливаемость, отказоустойчивость, сохраняемость).

Количественные показатели – это показатели, которые содержат информацию, обеспечивающую оценку степени предпочтения одного варианта по отношению к другому при применении по назначению. Количественные показатели выражают надежность в виде числа. Количественные показатели определяются путем непосредственных статистических наблюдений на основе обработки результатов применения или испытания систем, а также путем аналитических расчетов или моделирования процесса функционирования систем. Основными показателями являются интенсивность отказов, вероятность безотказной работы, вероятность отказов, средняя наработка на отказ, среднее время восстановления, коэффициент готовности.

Интенсивность отказов λ

λ = n/(N₀·∆t)

n – количество отказов, зафиксированных за время испытания ∆t, N₀ – количество испытываемых образцов.

Вероятность отказа Q(T₀) – это вероятность того, что отказ наступит до определенного времени.

Q(T₀)=1-e^-λt

Вероятность безотказной работы - это вероятность того, что отказ не наступит до определенного времени.

P(t)= e^-λt

Средняя наработка на отказ:

n

Т_ср=1/n∑t_i

i=1

Т_ср – среднее время работы между отказами.

Среднее время восстановления – это время которое нужно для локализации отказа, времени его обнаружения и времени устранения.

Коэффициент готовности характеризует вероятность того, что система будет работать в любой момент времени

К_г=Т_ср/( Т_ср+T_вср)

T_вср – время восстановления среднее

Существуют градации отказоустойчивых компьютерных систем на:

- системы с высокой готовностью (выполняются по обычной компьютерной технологии, использующей избыточные программные и аппаратные свойства, и допускают время восстановления от 2 до 20 минут)

- системы устойчивые к отказам (имеют в горячем резерве избыточную аппаратуру для всех функциональных блоков, включая процессоры, ИБП, причем время восстановления при отказе не превышает 1 секунды)

- Система с непрерывной готовностью (также обеспечивает время восстановления в пределах одной секунды, но в отличие от предыдущих систем, устраняет не только простои, связанные с устранением отказов, но и плановые простои, связанные с модернизацией или обслуживанием системы)