مقاله در مورد شبکه گسترده جهانی

بخشی از مقاله

شبكه گسترده جهاني

مقدمه:
شبكه گسترده جهاني يك مثال فوق العاده جالب براي بخش كردن سيستم اطلاعاتي در معيار خيلي پهناور است و اين معيار به اين بزرگي نقش بسيار مهمي براي ساختن در جامعه دارد و يك مسئله خيلي مهمي از مطالعه و ارزيابي است. در همين حال به علت نقشه ريزي مركزي يا پيكر بندي باعث شده خيلي سؤالها هم چنان بي جواب بماند.
يك سئوال ابتدايي كه باعث بر انگيختن كار ما شده اين است كه چرا وب اينقدر كند است. يا مهم تر از آن علت اينكه ما اينقدر دير نتيجه مي گيريم چيست؟

هدف ما اين است كه نا آنجا كه ممكن است به اين سوالها به بهترين وجه جواب بدهيم. ما به دو تحقيق براي جواب دادن به اين سوالها احتياج است.
احتياج براي ادغام كردن اندازه گيري network/server
1-آخرين تحقيق انجام متمركز شده گرفته براي اندازه گرفتن network/serve

r جدا از تمام مسائل ارتباط بين اين دو خيلي خوب تفهيم نشده.
2-احتياج داريم ارتباط بين اندازه گيري pasive, active را در اينترنت بفهميم.
اندازه گيري هاي Active به راحتي قابل درك هستند اما به راحتي نمي توانند
پيش بيني كنند كه به اجرا گذاشتن وب حقيقي چقدر است.
حال آنكه اندازه گيري وب pasive مي تواند اجرا كردن حقيقي را منعكس كند اما تفسير كردنش خيلي سخت است.
اين مقاله در مورد يك پروژه اندازه گيري كردن شبكه گشترده (wawm) توضيح مي دهد كه به منظور برقرار كردن اين دو احتياج است. اين پروژه هر دو مورد اندازه گيري server, network را بكار مي گيرد. در ضمن هر دو مسئله اندازه گيري pasive, active را هم در نظر مي گيرد.
هدف ما توضيح اين پروژه را در جايگاهش در اندازه گيري اينترنت در اين مقاله است. نشان دهيم تمام نمونه هاي اندازه گيري اوليه و اينكه چطور به اين مسئله نزديك شديم.
ساختار اندازه گيري مت بر اساس اندازه گيري بخش server و بخش network هم زمان با اندازه گيري متقاضي هاي server آخر نمونه برداري ارتباطات است. تحقيق روي تفاوت بار server كه چقدر اجازه كنترل براي شكوفا شدن network/server مي دهد. به عنوان مثال متفاوت بودن بار server در زمانهاي متفاوت اجراي آزمايش ما چهار تا نمونه را مي توانيم كاوش كنيم كه در آنها network/server به تنهايي يا خيلي زياد يا خيلي كم بارگذاري شده اند.
جزء هاي آزمايش توصيف شده و در اين مقاله يك درجه كوچك از property اينترنت است. براي گسترش طراحي و فعاليت كه يك سكو براي پيشرفت زير بناء تخصصي تر بودن آزمايشات كه اين شامل اجرا كردن server در site خودمان است در مقابل چند متقاضي محلي كه قادر به بكار بردن بارگذاري هاي متفاوت روي server بودند.(حتي در شرايطي بارگذاري بيش ار اندازه زياد بود) يكي از مشتريان كه محلش متصل مي شد به اينترنت از (15HGPS) آن طرف نر از ما از روي server ما اين ارتباط ها را بكار مي برد.
اندازه گيري pasive كه از دو طرف هم مشتري كه خارج از server و آنهايي كه روي خود server هستند گرفته شده در ضمن اندازه گيري active ارتباطات در زمان هر انتقال با استفاده از (poip) poisson ping جمع آوري شد]1[ كه پاكت هاي udp را با همان الگوي ارتباطات و اندازه گيري ميانگين زمان مي فرستد (تأخير پاكت ها و از دست دادن درجه ها). اگر چه اين دستگاه يك ورژن پائين تر از سيستم درجه بندي كاملي است كه ما در آخر به صف مي كشيم(چيزي كه در بخش 3 توضيح داده شده است) نتيجه گيري هاي پرباري نصيب ما شد و اطلاعات زيادي گرفتيم.
اين نتيجه كه در قسمت 4 به اطلاع مي رسانيم فقط يك سري نمونه هايي هستند كه براي نمايش شبكه گسترده جهاني كافي نيست. هيچ بهتر نيست كه آنها بعضي از اطلاعات ناگهاني را تسليم كند درباره سود كامل كردن اندازه گيري network/server و درباره ي رابطه بين اندازه گيري شبكه

بيم paasive/ active . براي مثال ما پيدا كرديم كه بار server مشخصا روي الگوهاي جاري شدن پاكت از طريق شبكه تأثير مي گذارد. بر اساس تجربه ما نشان مي دهيم كه يكي از مهمترين و قابل توجه ترين تأثيرات از بار بالاي server اين است كه يك فاصله قابل توجه ايجاد كند بين ارسال پاكت هاي راه انداز ارتباطات و اولين پاكت اطلاعاتي كه دنبال مي شوند از server.
در عين حال اين فاصله ها را مي توان از socket و عملكرد فعاليتها تشخيص داد. اين جالب تو

جه است كه براي انتقال دادن معمولي (2.KB)(i.e short) معمولا فاصله بد زمان انتقال تسلط دارند.
افزون بر اين، تأثيرات تعجب آور بيشتري را نان مي دهيم از بارگذاري سرور وقتي بلكه در حال بارگذاري سنگين است (I.E سرعت از دست دادن پاكت ها بالا است) براي بارگذاري سنگين server غير هادي نيست كه زمان واكنش متوسط بهتري از يك بارگذاري مبتكر server نشان دهد. اندازه گيري هاي ما اعتقاد دارند به اينكه شايد به خاطر بارگذاري هاي سنگين server مكررا سرعت از دست دادن پاكت هاي كمتري را نشان داده و از آن دقت گم شدن پاكت ها( از دست دادن پاكت ها) تأثير زيادي در جابجايي هاي پنهاني دارد. اين مي تواند زمان متوسط واكنش را كم كند.

نهايتا ما همچنين ارتباط بين اندازه گيري passive, active را جستجو كنيم ما نشان مي دهيم كه اندازه گيرهاي poip از تأخير پاكت ها معمولا به طور كلي كندتر از همان آزمايش با پاكت ها در ارتباطات TCP هستند. اين تأثير شايد ناشي از اين واقعيت است كه در TCP پاكت ها روش burstier را دنبال مي كنند.
همچنين نشان داديم كه اندازه گيريهاي poip از پاكت هاي گم شده پيشگويان پر قدرتي از آزمايشات پاكت‌هاي گم شده توسط ارتباطات TCP نيستند. كه اين شايد از پيشه TCP در تكرار از دست دادن(گم شدن) است.
اين نتيجه فايده مجهز كردن سنجش network/server ثابت مي كند.
همچنان ما نتيجه گرفتيم كه هنوز جواب در دست نيست. وسيله ما حاضر شد؟ نشان دادن انتظار ما براي به سرانجام رساندن سؤال بر انگيخته شده: چرا وب خيلي كند است؟

2-كارهاي وابسته
پروژه wawm بر پايه پيكر بزرگ و گوناگون از كارهاي پيشين است. بخصوص ما روي نتيجه اي از برسي صفات اختصاصي وب برسي هاي اندازه گيري هاي شبكه pasive/ active، بررسي زمان اندازه گيري، برسي اجراي شبكه گسترده جهاني اعتماد كرديم. در اين بخش ما انتخابهاي حاضري از برسي هايي از هركدام از اين فضاها چه خدمتي مي كنند. پايه براي كار ما و مغايرت كردن آن كار با هدف هاي پروژه wawm.

1-2.خصوصيات اجراي web
پيكري از كارهاي پيشين روي سنجش و صفات اختصاصي از وب براي برسي اينجا خيلي وسيع است. آن كار بازگو مي كند كه به ما در راهنمايي كردن بهبود در بعد بار كاري. ما توليد كننده جريان سريع و غير عادي كار بارگذاري را بكار برديم[b] براي توليد كردن نماينده بارهاي محلي در روي server ما در رفتار سرويس دهنده web به طور سريع بررسي مي شد [3,4,7,14,22,30] اين بررسي ها بينشي را نسبت به رفتار server روي بارگذاري هاي گوناگون و ورژن هاي H

TTP مسير ساخت و براي ما اصولي براي نمايش اندازه گيري در مورد وسعت مصرف كننده و وسعت سيستم ايجاد كرد.
بررسي هاي از شبكه تأثير گرفته است از ترافيك [5,13,19,21,29,31]web اين بررسي ها نشان مي دهد نمايش دادن تأثير از فعل و انفعالات داخلي پروتكل HTTP و فعل و انفعالات داخلي طبقات پاكت هاي TCP .
تنزل كوتاه از اين بررسي زماني است كه براي آناليز كردن پنهاني اندازه گيري ها را در يك

مكان باشد.(بعضي جا نزديك به نقظه آخر از انتقالات HTTP)
2-2.اندازه گيري هاي شبكه هاي pasive, aactive كار ارزيابي كلي اجراي شبكه يك برسي خوب بود. يك منبع خوب از اطلاعات كلي در جريان ابزارهاي اندازه گيري و پروژه ها مي توان درش پيدا كرد[45]
تكنيك هاي كلي براي مطالعه اجراي شبكه مي تواند تقسيم ششود به آنكه كدام استفاده مي كنند تكنيك نمايش passive را و كدام استفاده مي كند كه active را. تكنيك هاي pasive معمولا شامل گردآوري كردن درجه هاي از داده ها در بعضي نقاط بهره برداري در شبكه است. به عنوان مثال از نماش دادن pasive شامل [46]TCPdump,[33]coraal هست. مقدار زيادي از اطلاعات مي تواند از نمايش دادن pssive حتي تنها در يك نقطه اقتباس شده باشد. يكي از سودهاي تكنيك passive اين هست كه استفاده از انها سيستم شمرده شده را مغشوش نمي كند. هر چند pasive محدوديت هايي در مقدار اطلاعات جمع ده در طول ليست ها دارد(معمولا خيلي برزگ) به سختي ازز مان واقعي تحليل اطلاعات.
ابزارهاي اندازه گيري فعال بعضي از انواع محرك ها را تزريق مي كنند به سوي شبكه(يك پاكت يا مجموعه اي پاكت ها) و بعد سنجش به محرك پاسخ مي دهد. و مسائل اندازه گيري active مي تواند براي اندازه گيري حاصل كار اكثريت استفاده شود، مشخصه مسير، تأخير پاكت ها، گم شدن پاكت ها و پهناي باند و مخصه بين Hostها.
وسائل بسياري هست كه مي توان براي انداه تأخير end-to-end و گم كردن پاكت ها استفاده كرد. ما مستمرا [1](poisson ping)poip را در پروژه wAwm استفاده مي كنيم. poip پاكت هاي UDP را به شبكه تزريق مي كند طبق poisoon proccess. برانگيخته شدن براي اين رو اين هست كه آزمون در وقفه به وسيله poisson proccess مي د و دست آورد مشاهده شده كه در ميانگين هاي زماني زيادي از بخشي از سيستم خواهد شد.
(در قسمت ساكن سيستم قرار دارد). بررسي هاي زيادي وجود دارد كه بايد در
اندازه گيري هاي متشابه active براي مطالعه پاكت هاي گم شده امل [8,48] و براي كشيدن مدلهايي از رفتار TCP شامل [24,34] استفاده مي شد. اين بررسي ها پيشينه را بهبود مي بخشد كه نزديك شدن اندازه گيري Active ما را هدايت مي كند.

بسياري از دستگاه هاي اندازه گيري ative پيرفته هستند كه مي توان براي انداه گيري پهناي باند، طول مسير end-to-end كه امل [18] pth cchaar و [10]bprobe و [20]net timer استفاده كرد. [17]traaeriote يك دستگاه اندازه گيري ative است كه مختصات مسيرها ساده را جمع مي كند.
[23]Treno يا traacccer oute reno فيزيك وسيله است كه براي اندازه گيري حجم گنجايش توان عملياتي TCP در مسير اينترنت استفاده شود . اين اندازه گيري هاي active مي توانند بينش زيادي به وضعيت هاي شبكه بدهند. اما به اين كه چه ميزان اطلاعات به ششبكه تريق مي شود وابسته است. آنها همچنين مي توانند اجراي شبكه را مغشوش كنند.
در پروژه wawm ما اندازه گيرهاي active و passive را مقايسه كرديم براي اينكه بفهميم چگ

ونه اندازه گيري هاي acive از حالتهاي شبكه وابسته است به اجرا كه در كاربرد server ديده مي شود. بعضي از كارها كه به طور وسيع از تكنيك هاي اندازه گيري active و passive استفاده مي كنند توسط پاكسون در رديف بررسي هاي گزارش شده تمام شده است [35, 36, 37, 39] اين بررسي ها نقطه شروعي براي پروژه هاي wawm از لحاظ اندازه گيري و تحليل هستند

3-2اندازه گيري زمان
اندازه گيري هايي از تأخير end-to-end در معماري ما بر پايه داشتن نزديكي هم زمان شدن ساعت ها در كاربرها و server است. سختي همزمان شدن ساعت در محيط پهناوري تعميم داده شده و بررسي هاي عالي انجام شده مخصوصا توسط ميلز[27,28]. اين كار رهبري مي كند براي پيشرفت خارق العاده پرتكل زمان شبكه (NTP) كه ما در wawm براي هم زمان كردن ساعت ها در كاربران و server استفاده مي كنيم. NTP اطمينان مي دهد كه ساعت ها در دها ميليون ثانيه هم زمان هستند. مضافا بررسي هايي از مشكلات همزماني ساعت شد شامل [32,40] نكته هاي پاكسون در [40] فاش شد. استفاده از آماده كردن NTP همزمان كردن ساعت ها را بست اما آن كنترل ها هنوز براي Skew بايد انجام مي شود وقتي كه داده ها تحليل مي شدند.
پيامدهاي ويژه گزارش شده در اين مقاله روي ساعت Skew تأثير ندارد. هر چند در كارهاي آينده نقشه با صحت براي ساعت Skew يا استفاده منبع هم زمان سازي ظاهري زمان (GPS).

4-2.اندازه گيري اجراي شبكه گسترده جهاني
تعداد بسيار زيادي از پروژه هاي اندازه گيري شبكه گسترده جهاني وجود دارد كه هر كدام همچنين پيشنهاد شده اند يا در حال اجرا هستند. هيچ پيشنهادي براي نوع كار كه براي wawm پيشنهاد شده نيست. هر چند كه آنها شباهت هايي دارند.
هركدام از پروژه ها بستگي زيادي به wawm دارند شامل cooperative association براي تحليل داده هاي اينترنت [12](CAIDA) ، پروژه هاي پيدايش سنجش اينترنت [1](NIMI) كار كردن گروهي پرتكل نمايش اينترنت متري LETE [26,41](IPPM) پروژه اندازه گيري WLANR و عملكرد تحليل دسته [11](NOAATS) اندازه گيري اجراي اينترنت و تحليل پروژه [23](IPMA) راهنمايي سيستم هاي [15].INC و پروژه پيمايشگر [43]
هر كدام از اين پروژه ها كوشش كردن به انداه گيري يا تحليل بعضي از نحوه هاي اجراي اينترنت، پروژه wawm مانند پروژه هاي بالايي كه در زير بناي اندازه گيري فضاي گسترده استفاده شده و مديريت اطلاعات مهم و كارهاي تحليلي هست. پروژه Wawm به چند دليل با اينها متفاوت است.
اول:پروژه WAwm روي درجه درخواست ها(برنامه كاربردي) استفاده كننده هاي web متم

ركز شده. بيشتر پروژه هاي ليست شده در بالا، روي اندازه گيري كلي شبكه، monitoring و تحليل تمركز دارند. اگر چهwAwm به گرفتن درجه اندازه گيري شبكه در طول آزمايشات پيشنهادي كه اندازه گيري از درجه مشخصات استفاده كنندگان در زمانهاي متشابه ساخته خواهد شد.
دوم:پيشنهادهاي wAwm به نصب كردن سيستم هايي كه اين فعاليت سرويس ها را در زيربنا خواهد داشت. اين نزديكي كمك مي كند كه به آساني و سازگاري نصب نوافزاران كنترل روي

محيط، امنيت و سادگي مديريت.
سوم:سيستم هايي كه هر كدام به عنوان server در آزمايشات wAwm فعاليت خواهند كرد. همچنين اجراي وسائل monitoring خواهد داشت كه اين به معرفي كردن اندازه گيرهاي سيستم در طول آزمايشات قادر خواهد بود.

3.سماي گلي از پروژه wAwm
در اين بخش ششرح خواهيم داد وسائل و روشهايي كه در پروژه wAwm استفاده شده. ما اين را به چهار مقوله تقسيم كرديم. معماري اندازه گيري و ابزار، ابزار مديريت، پرتكل آزمايش و متدهاي تحليل. در هر مقوله اول هدف هاي دوره طولاني پروژه را شرح خواهيم داد و سپس نرم افزارهاي ويژه استفاده شده و نتايج گزارش شده در اينجا را شرح خواهيم داد.

1-3معماري اندازه گيري
1-1-3معماري كلي
اجزاي سخت افزاري معماري كلي wAwm در عكس 1 نشان داده شده در چپ اجزايي كه در site ما جا گرفته اند وجود دارد. در ابتدا سيستم از يك web server تشكيل شده كه فقط براي دادن اطلاعات به كاربران است. server همچنين با اجراي ابزاري monitoring پيكربندي شده اند. همچنين آنها اندازه گيري cpu را شرح مي دهد. حافظه و مشخصه هاي شبكه مي توانند در طول آزمايش ساخته شوند. دومين و سومين سيستم ها از توليد كنندگان بار محلي ساخته شده اند. آنها توليد كنندگان بار كاري SUKGE را راه مي اندازد كه اين براي تنظيم كردن مقدار بارگاري روي server در سرتاسر مدت آزمايشات استفاده مي‌شود.
اين مهم است كه از وقتي كه ما نتوانيم انتظار داشته باشيم سيستم دور به اندازه كافي بار را توليد كند براي اشباء كردن سرور وقتي كه مي خواهيم تست هايي زير بارگذاري سنگين server را اجرا كنيم.
چهارمين سيستم براي گرفتن هر دو اندازه گيرهاي Active (استفاده جستجوي پاكت ها e.g) (passive كنترل پاكت هاي e.g استفاده مي ششود. استفاده كردن اين دستگاه ها ما انتظار داريم مقياس تأخير پاكت‌ها(در كمترين) و كم شدن پاكت ها، راه هاي جريان و مشخصه راه ها مثل سرعت ارتباط تنگه. سيستم ديگر(نشان داده نشده) براي كنترل سيستم آزمايشات انجام ده و الاعات را از پايه جمع شده را استفاده كرد.
تمام اين سيستم ها در دسته server اتصال داده شده اند محيا كننده server اينترنت محلي (ISP). دسته server ترافيك شبكه مثل آن خيلي تنگ نيست.
در سمت راست اين شكل سيستم هايي كه تعيين محل شده اند(جا گرفته اند) از راه دور site ما وجود دارند. هدف ما اين است كه به طور وسيع اين سيستم هاي سرتاسر اينترنت تعميم دهيم در مبادرت كردن به جستجو عرض رشته اي از انواع مسيرها. سيستم از راه دور درخواست هايي را براي server در طول تست مي سازد. اينها همچنين با هر دو مورد ابزارهاي اندازه گيري شبكه pasive و active پيكر بندي شده.
مانيتور 2 به طور مفصل مشخصات اجرا فرستنده را در cpu حافظه و اجزاء شبكه فرستنده اندازه مي گيرد. سيستمهاي توليد بار محلي در دسته بندي فرستنده كه با SURGE پيكربندي شده شروع به ساختن درخواست براي يك تنظيم فايل كه شامل 2000 فايل مجزا است كرده.

سايزز كلي اين تنظيم داده ها در حدود 50MB بود. بدين ترتيب تنظيم داده ها به صورت صحيح در RM مربوط به فرستنده مي تواند پنهان شود.
آزمايشات تحت هر دو حالت مقدار بار محلي زياد و كم انجام شده. مقادير بار در SURGE در مراحل معادل كاربر )(UES) بيان شده. تشخيصات بار تحت رنج USE براي سيستم PC مشابه در [7]

مشخص شده. استفاده از HTTP p.o ، ما از 40UES براي باركم، 520UES براي بار ياد استفاده كرديم.
proto type نصب به كار برده شده تنها در يك ساعت از راه دور واحد كه در دانشگاه (DU)Denver جايگذاري شده. اين سيستم پيكربندي شده با يك pro CPU، پنتيوم 333MHZ و 64MB RAM و راه انداز linuxv2.0.35 آن در يك مكان محلي از طريق اترنت 100Mbps سوئيچ ششد. وصل شد.دستگاه هاي سنگرون(همزمان) كننده زمان در مورد سيستمها در دسته بندي فرستنده ورژنهاي تغيير يافته (بهينه شده) SURGE شروع به ساختن درخواستهاي تكراري براي يكي از سه فايل موجود بر روي فرستنده كرده.