با ما تماس بگیرید
ساعت : 8 الی 23
09117983709 - 09330859275
(مشاوره و سفارش پروژه)
totop

مدیریت شبکه و انواع نمونه گیرییکشنبه ۲۱, آبان ۱۳۹۶

شکل 5.9: توپولوژی نظارت فعال مش سلسله مراتبی.

این نوشته مربوط به یک مبحث از مدیریت شبکه می باشد که از یک کتاب خارجی مدیریت شبکه ترجمه شده است و در اختیار شما عزیزان قرار گرفته است

تصویر 5.1 : استراتژی های نمونه گیری نظارت فعال

تصویر ۵٫۱ : استراتژی های نمونه گیری نظارت فعال

در نمونه گیری دسته ای، به جای ارسال بسته های پروب (جستجو ) فردی، جستجو ها برای شیوع فرستاده می شوند،جایی که فاصله بین شیوع ممکن است دوره ای یا تصادفی باشد.

سازمان های نمونه گیری مختلفی در شکل ۵٫۱ نشان داده شده است.

چندین اثر تلاش کرده اند هر دو رویکرد را برای پیدا کردن تفاوت های بین دو روش موجود مقایسه کنند . در نتیجه ممکن است بین جستجوی پواسون و دوره ای تفاوت معنی داری وجود نداشته باشد، اما یک الگوی دوره ای ممکن است منجر به یک مقایسه بهتر از الگوی پواسون شود. در عین حال، در حالی که هر دو نمونه گیری تصادفی و دوره ای، دقت قابل قبولی را برای اندازه گیری تأخیر و تلفات برای VoIP و TCP ارائه می دهند،به نظر نمی رسد رویکرد دقت قابل قبولی را برای معیارjitter فراهم کند.

با این حال، در عمل، جریان تست دوره ای با یک تاخیر ثابت بسته درونی اغلب استفاده می شود چرا که این روش برای اجرا و تفسیر ساده تر است و دلیل آن تقریبا شبیه سازی برنامه های کاربردی است که نظارت فعال را هدف قرار می دهد. با به رسمیت شناختن این،حالات RFC 3432:  

نمونه گیری پواسون یک نمونه بی طرف برای معیارهای عملکرد IP مختلف تولید می کند با این حال حالت هایی وجود دارد که روش های نمونه گیری جایگزین مفید هستند.… پیش بینی پذیری و برخی از اشکال هماهنگ سازی می تواند از طریق استفاده از زمان شروع تصادفی و مدت زمان محدود جریان در طی یک دوره آزمایشی کاهش یابد.

نرخ تست

نرخ تست مقدار بسته های فرستاده شده در طول مدت آزمون را تعیین می کند و در نتیجه، این باعث بروز اختلال ناشی از جریان اندازه گیری در ترافیک شبکه واقعی می شود. برای مثال، ارسال مقدار زیادی از ترافیک تست در مسیر با پهنای باند کوچک ممکن است به طور بالقوه با تحویل جریان ترافیک اندازه گیری شده واقعی مواجه شود که نظارت فعال در حال تلاش برای نظارت است.

چنین اثری به وضوح نتیجه حاصل از اندازه گیری نامعتبر است. برعکس، اگر نرخ تست خیلی کم باشد، ویژگی های اندازه گیری شده جریان تست ممکن است ویژگی های جریان ترافیک اندازه گیری شده خود را منعکس نکنند.

تعیین نرخ تست مناسب یک تعادل بین آزمایش با نرخ کافی بالا است که نتیجه اندازه گیری یک بازتاب دقیق از جریان ترافیک اندازه گیری شده است، در حالی که اطمینان حاصل می کند که جریان اندازه گیری به طور قابل ملاحظه ای با جریان ترافیک اندازه گیری شده مواجه نمی شود به طوری که بر روی ویژگی های بسیاری که سعی در اندازه گیری دارد، تاثیر می گذارد؛ پاسخ جامعی برای سؤال درباره نرخ تست مورد استفاده وجود ندارد اما در عوض به ویژگی های برنامه یا کلاس تحت نظارت بستگی دارد.

مدت زمان تست(آزمون) و تکرار(فرکانس)

مدت زمان آزمون تعیین می کند که چه مدت یک آزمون اندازه گیری فعال اجرا می شود. فرکانس تست مشخص می کند که چند بار تست در یک پنجره مشخص تکرار خواهد شد. با فرض یک نرخ ترافیک تست داده شده، مدت زمان و فرکانس آزمون باید به اندازه کافی بالا باشد که نتیجه اندازه گیری بازتاب دقیقی از جریان ترافیک اندازه گیری شده باشد.با (طول × فرکانس) پایین تر در هر پنجره زمانی ارائه شده ، بیشتر احتمال دارد رویدادهای قابل توجهی از دست برود همانطور که در شکل ۵٫۲ نشان داده شده است.

 

اگر دستگاه های نظارت فعال داده های خام جستجوهای فردی را نگه ندارند، بلکه به جای آن نتایج را به طور آماری در طول مدت آزمون نشان دهند ،همانطور که معمول است ، سپس با فرض یک ترافیک تست مشخص، مدت تست به صورت ضمنی بر آمار اندازه گیری شده تاثیر می گذارد همانطور که در شکل ۵٫۳ نشان داده شده است.

شکل ۵٫۲: تاثیر آزمون (فرکانس × مدت).

شکل ۵٫۳: تأثیر مدت زمان آزمون.

به طور مشابه با بحث در مورد بازبینی نظارت منفی در بخش ۵٫۲٫۱، مدت زمان طولانی تر آزمون های فعال ممکن است برای اهداف ترتیبی قابل قبول باشد؛ با این حال، زمان کوتاه تر ترجیح داده می شود، در صورتی که اندازه گیری های بیشتر موردی مورد نیاز است، اگر چه باید با توجه به افزایش تعداد رای گیری متعادل شود. یک طرح رای گیری ممکن است به شرح زیر باشد:

·        برای عیب یابی، اندازه گیری فعال،و گزارش توافقنامه سطح خدمات، یک بخش شبکه می تواند به طور مداوم با مدت زمان تست دو دقیقه ای اندازه گیری شود.

·        برای این روند، ممکن است، مناسب تر باشد که هر روز برای یک ساعت ،در طی ساعت اوج از قبل تعیین شده توسط اندازه گیری های  موردی بیشتر اندازه گیری انجام شود. اندازه گیری طولانی تر، مقایسه ی ، روزها، ماه ها و سال ها را آسان تر می کند و از لحاظ آماری مناسبتر است.

پروتکل ها، پورت ها و برنامه ها(کاربردها)

به منظور اطمینان از تعیین ویژگی های شبکه توسط یک اندازه گیری جریان ترافیک ، مهم است که جریان اندازه گیری شده  همانند جریان هدف در طول مسیر شبکه پایان به پایان[۱] طبقه بندی شده باشد. اگر DiffServ مستقر شود، عملکرد شبکه ای که توسط برنامه ها تجربه می شود، به نحوه ی ترافیک در شبکه بستگی دارد. اگر معیار های پروب به گونه ای متفاوت از جریان رقابت در هر بخش از شبکه طبقه بندی شوند، ممکن است تاخیر، jitter و از دست دادن متفاوتی داشته باشند و بنابراین نتایج نمایه ارائه نخواهند شد.

جاییکه طبقه بندی ساده استفاده می شود، بسته های پروب باید همان برچسب گذاری (به ترتیب اولویت DSCP، IP  ، و یا حتی بر اساس ۸۰۲٫۱p)را به عنوان جریان هدف داشته باشد، اما نیازی به لزوما همان آدرس IP یا پروتکل به عنوان جریان هدف ندارند.

در جاییکه طبقه بندی پیچیده استفاده می شود، معیارهای استفاده شده برای طبقه بندی پیچیده باید نتایج مشابهی برای اندازه گیری جریان آزمون همانند اندازه گیری کاربرد تولید کنند . اگر، برای مثال، ترافیک Voice over IP توسط ترکیبی از بسته های شناسایی UDP با حتی شماره های پورت UDP (به عنوان مثال، اطلاعات RTP نشان داده شده) و با یک آدرس IP خاص منبع طبقه بندی شده باشد ، سپس هدرهای بسته های پروب باید به گونه ای باشند که با این معیارها هماهنگ باشند. ا گر جریان ترافیک هدف بر اساس TCP باشد و طبقه بندی پیچیده ای استفاده شود، شماره پروتکل IPبسته های پروب ممکن است نیاز به تنظیم به ۶ داشته باشد تا نشان دهد که بسته ها TCP هستند. جایی که DiffServ با کلاس های AF از مفهوم عدم تعهد و عدم قرارداد پشتیبانی می کند، گسترش می یابد، ترافیک قراردادی احتمال کمتری نسبت به ترافیک غیر قراردادی دارد. از این رو، اگر نظارت بر SLA قراردادی ضروری باشد، مهم است که هر policers برای نشان دادن ترافیک به عنوان قرارداد یا قرارداد غیرمستقیم، پرونده های قراردادی را نادیده بگیرد، دیگران ممکن است با اشتباه طبقه بندی کنند و ممکن است SLA قراردادی را به درستی گزارش ندهد.

برخی از سیستم های پروب ممکن است تلاش کنند تا کاربرد و عملکرد شبکه را مشخص کنند. به عنوان مثال، یک پروب میتواند زمان پاسخ یک درخواست سرور DNS را در یک سرور DNS خاص یا یک HTTP دریافت درخواست از یک صفحه وب خاص ثبت کند. در این موارد، نتایج، اجزای متعددی از قبیل استقرار جلسه، پردازش سیستم پایان ، ارسال و دریافت بسته های چندگانه بین سرویس گیرنده و سرور و بستن اتصال گرفته می شود. این نوع از عملیات کاربردی گرا ممکن است برای اندازه گیری تجربه کاربر مفید باشد اما هیچ واکنشی از عملکرد اجزای فردی که پاسخ اندازه گیری را تشکیل می دهند ندارند.

۵٫۳٫۲ معیارهای اندازه گیری فعال

معیارهای خاص SLA برای عملکرد سرویس IP مشخص شده است. هنگامی که جریان آزمون مناسب برای کاربرد خاص شما شناسایی شده است، باید توجه داشت که کدام معیار برای اندازه گیری ارائه شده است، چگونه آنها اندازه گیری می شوند و چگونگه حاصل اندازه گیری تفسیرمی شود. معیارهای چندگانه را می توان از یک جریان آزمون واحد تعیین کرد.

تاخیر

تأخیر را می توان به عنوان یک تاخیر یک طرفه و یا به عنوان تاخیر رفت و برگشت (round-trip time یا RTT )اندازه گیری کرد. اندازه گیری RTT مستلزم آن است که پروب ها از یک عامل نظارت فعال برای پاسخ گیرنده ارسال شوند و سپس به فرستنده برگردد. در این مورد، RTT را می توان تعیین کرد اگر فرستنده برچسب زمانی که آنها را ارسال می کند،  نشان دهد (برچسب زمان در داده های بسته پروب حمل می شود) و هنگامی که پاسخ پروب دریافت می شود این مقدار از برچسب زمانی مربوطه کم می شود. اندازه گیری تاخیر یک طرفه مستلزم آن است که ساعت محلی فرستنده و گیرنده همگام سازی شده باشد تا یک تاخیر یک طرفه توسط گیرنده تعیین شود، اگر گیرنده همچنین برچسب زمانی بسته های پروب را هنگام رسید تایید کند؛ تفاوت بین برچسب زمان ارسال و برچسب زمان دریافت، تاخیر یک طرفه است.

هماهنگ سازی بین فرستنده و گیرنده با دقت قابل قبول چالش ها را بر عهده دارد. این بعدا در بخش هماهنگ سازی ساعت ها بیشتر توضیح داده می شود.  RTT برای پیاده سازی آسان تر است و اندازه گیری تاخیر یک طرفه ممکن است ابزار اندازه گیری کافی را برای بسیاری از برنامه ها فراهم کند.

برای برنامه های کاربردی مانند VoIP یا کنفرانس ویدئویی تعاملی، معیار تاخیر مهم است ، هنگام طراحی مهندسی شبکه تاخیر یک طرفه پایان به پایان در هر جهت از پایان سیستم به  پایان سیستم است. از دیدگاه نظارت، با این حال ممکن است برای نظارت بر RTT بین سیستم های پایه قابل قبول باشد، زیرا از دیدگاه سرویس، ممکن است مهم نباشد که در آن جهت تاخیر اضافی تجربه شده است؛ اگر بیش از حد در همه تجربه شود ، پس از آن خدمات تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. اگر نقض های SLA برای تاخیر رخ دهد، با این حال، RTT جزئیاتی را که در آن مسئله نقض کننده رخ داده را پنهان می کند. بنابراین، اندازه گیری تاخیر یک طرفه ممکن است برای عیب یابی شبکه مفید باشد.

تاخیرمی تواند تعدادی از شاخص های مهم عملکرد شبکه را ارائه دهد.اکثر سیستم های کنترل پایدار فعال پرونده های دریافت شده و آمار موجود در مجموعه داده نتیجه را تحلیل می کند. اما کدام آمار با توجه به اندازه گیری تاخیر مهم است؟

حداقل تاخیرحداقل تاخیر شبکه ، تاخیر شبکه “ baseline” است ، که نشان دهنده تاخیری است که ترافیک در هنگام عبور از مسیر منبع به مقصد به دست می آورد. این تا حد زیادی از تاخیر پخش، تاخیرسوییچینگ و تاخیر سریال سازی تشکیل شده است. مقدارهای تاخیرکه بالاتر از حداقل است نشان دهنده تراکم در طول مسیر است. با توجه به درصد تاخیربرای یک درصد کم (به عنوان مثال، ۰٫۱ درصد) نشان دهنده حداقل تاخیری است که تجربه کرده است در حالی که تخفیف ناپایدار است. (به عنوان مثال، نتایج تقلبی کم به دلیل سوء استفاده از سیستم اندازه گیری).

تاخیر بالا: حداکثر تاخیر در یک شبکه ممكن است جالب نباشد، اگر این مسئله ناشی از یك درصد بسیار كوچك از نقاط پرت باشد. با توجه به درصد تاخیر برای درصد بالا (به عنوان مثال، ۹۹٫۹ درصد)، نمایشی از حداکثر تاخیری که در هنگام تخفیف ناپایداری ها دیده می شود، ارائه می دهد.

مقداربیش از حد آستانه: برای برنامه های کاربردی که نیازمند تاخیر دقيق هستند، ممکن است برای شمارش تعداد بسته های پروب از کل مفید باشد که ،تاخیری بیشتر از یک آستانه تعریف شده را تجربه کند؛ مجموعه ای برای نشان دادن زمانی است که یک بسته خیلی دیر وارد می شود تا مفید باشد.

تاخیر متوسط: تاخیر متوسط ممکن است برای اهداف این روند جالب باشد، اما برای مقاصد مقایسه ای، باید با انحراف معیار نمونه ثبت شود؛ انحرافات استاندارد بالاتر از حد استاندارد ممکن است به جای یک روند ،نشان دهنده مسائل جعلی باشد.

تاخیر Jitter

تاخیر Jitter، همچنین به عنوان jitter شناخته می شود، به طور کلی به عنوان تغییر تاخیر یک طرفه برای دو بسته متوالی در نظر گرفته می شود. اندازه گیری تاخیر یک طرفه نیاز به زمانبندی در هر دو دستگاه فرستنده و گیرنده دارد، که نیازمند هماهنگ سازی بین فرستنده و گیرنده است؛ این به دلایل مورد بحث بعد، در بخش هماهنگ سازی ساعت دشوار است. خوشبختانه، برای محاسبه jitter ، نیاز به دانستن تاخیرهای یک طرفه تکی وجود ندارد: در عوض، این می تواند از تفاوت بین زمان بندی های گرفته شده در دستگاه های واحد محاسبه شود. هیچ عملیاتی بین برچسب زمانی در دو دستگاه مختلف انجام نمی شود، که باعث می شود اندازه گیری یك تاخیر jitter یك طرفه ساده تر از اندازه گیری تاخیر یک طرفه باشد. در نظر بگیرید که Ts[n] زمان ارسال بسته n است و Tr [n] زمانی که بسته n دریافت می شود؛ تاخیر یک طرفه این بسته به صورت D [n] مشخص می شود. سپس، jitter J بین بسته های n و n + 1 می تواند به این صورت محاسبه شود:

J[n, n + 1] = D[n + 1] D[n]

= (Tr[n + 1] Ts[n + 1]) (Tr[n] Ts[n])

= (Tr[n + 1] Tr[n]) (Ts[n + 1] Ts[n])

مهمترین آمار برای گزارش رابطه  jitter ،درصد بالای jitter ، مقدار بیش از حد آستانه و jitter متوسط است. لازم به ذکر است که نرخ بالاتر جریان ترافیک،پایین تر از jitter اندازه گیری شده ،خواهد شد ، همانطور که در شکل ۵٫۴ و ۵٫۵ نشان داده شده است، که تغییرات تاخیر صف را در یک صف نشان می دهد و jitter حاصل توسط پروب های درون آن صف، برای نرخ های مختلف پروب اندازه گیری می شود.

 بنابراین، جریانهای اندازه گیری شده  با نرخ پایین تر از اندازه گیری ترافیک ، احتمالا jitter را بالاتر از آنچه که در واقع توسط خود ترافیك تجربه می شود، گزارش می دهند. برای غلبه بر این مشکل می توان از یک استراتژی نمونه گیری دسته ای استفاده کرد.


شکل ۵٫۴: نرخ پایین تر، اندازه گیری بالاتر jitter.

شکل 5.5: نرخ بالاتر، اندازه گیری کمتر jitter.

از دست دادن بسته

به منظور تعیین بسته از دست رفته باید یک راه برای تشخیص بین یک بسته گمشده و یک بسته با یک تاخیر بزرگ اما با محدودیت وجود داشته باشد. در عمل، بسته به کاربرد و پیاده سازی سیستم پایان[۱]،   بسته های که فراتر از یک آستانه مشخص تاخیر دارند بدون استفاده خواهند بود و بنابراین می تواند گم شده در نظر گرفته شود ؛آستانه های تاخیر قابل قبول ممکن است برای برنامه های مختلف تنظیم شود. از دست دادن یک بسته فردی یک مقدار باینری است، با این حال، SLA ها برای از دست دادن[۲] معمولا به صورت آماری تعریف می شوند و بنابراین الزامات از دست دادن باید بیش از یک فاصله زمانی تعریف شده باشد.

اندازه درصد بسته های کاهش یافته (رها شده) ممکن است برای اهداف روند مفید باشد. با این حال، چیزی در مورد چگونگی حذف این بسته ها گفته نمی شود. بنابراین، امکان سنجی تاثیرات بالقوه بر برنامه ها از این اندازه گیری به تنهایی قابل درک نیست. RFC 3357 بعضی معیارهای اضافی را معرفی می کند که   الگوهای از دست دادن را توصیف می کند و می تواند برای تجزیه و تحلیل تاثیر ممکن در برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار گیرد:

دوره از دست دادن: دوره از دست دادن فرکانس و طول از دست دادن را پس از شروع تعریف می کند.

فاصله از دست دادن : فاصله از بین رفتن فاصله بین دوره های از دست رفته را تعریف می کند. بنابراین توصیه می شود که فاصله زمانی از دست دادن و فاصله از دست رفتن اندازه گیری شود و در مقایسه با آستانه های خاص برنامه مشخص می شود که کجا ضایعات اندازه گیری غیر قابل قبول، بر عملکرد نرم افزار تاثیر می گذارد. تأثیر از دست دادن بسته ممکن است برای برنامه های مختلف بسیار متفاوت باشد.

پهنای باند و توان عملیاتی[۳]

توان عملیاتی وابسته به عوامل بسیاری است که می تواند به طور گسترده ای بسته به پیاده سازی سیستم های پایان یافته[۴] و پروفایل های ترافیکی متفاوت باشد. از این رو، سیستم های نظارت فعال معمولا به طور صریح نمی توانند ویژگی های برنامه کاربردی را مشخص کنند . در عوض، توان مصرفی نرم افزار به طور کلی حدس زده (استنباط)می شود. با توجه به TCP به عنوان مثال عملکرد TCP را می توان از اندازه گیری  RTT شبکه  و میزان تلفات بسته تعریف کرد. سیستم های نظارت فعال ممکن است بسته هایی را که به نظر می رسد بسته های TCP  باشند (به عنوان مثال، از شماره پروتکل IP 6 استفاده می کنند) ارسال کنند، اما به پیاده سازی یک پشته TCPنیاز ندارند و معمولا انجام نمی شود (یعنی انتقال بسته ها توسط جریان TCP و مکانیزم های کنترل تراکم کنترل نمی شود).

مرتب سازی مجدد[۵]

IP تضمین نمی کند که بسته ها به ترتیبی که فرستاده می شوند تحویل داده شوند و مرتب سازی مجدد بسته ها می تواند بر عملکرد بسیاری از برنامه ها تأثیر منفی داشته باشد. در یک جریان آزمون نظارت فعال، مرتب سازی مجدد با اضافه کردن شماره های دنباله ای به بسته های منتقل شده در جریان تعیین می شود و سپس دنباله شماره های بسته های دریافت شده را با ترتیبی که دریافت می شود مقایسه می کند اگر یک بسته به دنباله شماره کوچکتر از شماره سابق خودش برسد سپس این بسته به عنوان خارج از ترتیب تعریف می شود یا دوباره مرتب سازی می شود.

ساده ترین معیار برای اندازه گیری میزان مرتب سازی مجدد، یک نسبت مرتب سازی مجدد است که نرخ بسته های مرتب شده که وارد می شوند، نسبت به تعداد کل بسته های دریافت شده است. تعدادی از معیارهای دیگر برای اندازه گیری میزان مرتب سازی مجدد در RFC 4737 تعریف شده است.

در دسترس بودن[۶]

دسترسی به خدمات IP معمولا به عنوان در دسترس بودن شبکه و یا در دسترس بودن خدمات تعریف می شود.

در دسترس بودن شبکه: در دسترس بودن دو طرفه شبکه  یا اتصال بین دو دستگاه نظارت فعال می تواند با استفاده از پروب های فرستاده شده از یک فرستنده به پاسخ گیرنده و سپس برگشت به فرستنده تعیین شود برای هر پاسخی که  شبکه با موفقیت دریافت می کند دسترس پذیری در نظر گرفته می شود و برای هرکدام که  شبکه دریافت نمی کند در دسترس نیست. همانطور که در مورد از دست دادن بسته، باید یک آستانه تاخیر تعریف شود پس از آن پاسخ به نظر می رسد “از دست رفته است.

در دسترس بودن خدمات: در دسترس بودن خدمات یک معیار ترکیبی است که هنگامی که یک سرویس بین یک نقطه ورود مشخص شده و یک نقطه خروج مشخص در محدوده معیار های SLA متعهد برای سرویس در دسترس است تعریف می شود (به عنوان مثال، تأخیر، jitter و از دست دادن).

کیفیت تجربه(ازمایش)

مانیتورینگ فعال سیستم های پایدار معمولا رفتار کامل سیستم نهایی را برای برنامه های کاربردی که سعی در اندازه گیری دارند انجام نمی دهند . برخی از دستگاه های نظارت فعال با این حال، معیارهای یک جریان دریافت شده را به منظور ارائه یک معیار هدف از کیفیت عملکرد نرم افزار که از نظر کاربران نهایی تجربه می شود، تفسیر می کند. که همچنین به عنوان کیفیت تجربه کاربر ، و یا QoE شناخته شده است. شايعترين معيار QoE، نمره رای متوسط (MOS) است که یک اندازه عددی ذهنی از QoE  در یک تماس صوتی را فراهم می کند.استاندارد. ITU standard G.107 از تعدادی از پارامترهای اندازه گیری شده شبکه برای تعیین یک “عامل رتبه بندی استفاده می کند که می تواند به ارائه برآوردهای MOS برای تماس هایی که از این سرویس شبکه استفاده می کنند تبدیل شود .

 

۵٫۳٫۳ ملاحظات گسترش

بخش های زیر موضوعاتی را که باید در گسترش یک سیستم مانیتورینگ شبکه فعال مورد توجه قرار گیرد، مشخص می کند.

عامل خارجی (بیرونی)در مقابل جاسازی شده(تعبیه شده)

یک سیستم اندازه گیری فعال از عوامل نظارت فعال برای ارسال و دریافت بسته های پروب استفاده می کند. این عوامل ممکن است در دستگاه های نظارت فعال اختصاصی اجرا(پیاده سازی) شوند یا به طور متناوب ممکن است در دستگاه های شبکه موجود تعبیه شوند.

عوامل خارجی

عوامل خارجی در دستگاه های نظارت فعال اختصاصی قرار می گیرند که ممکن است از سخت افزار تخصصی یا رایانه های اختصاص داده شده اما در خارج از دسترس استفاده کنند. این رویکرد مسیر ارسال (روترها و سوئیچ ها) را از دستگاه های اندازه گیری جدا می کند؛ دستگاه های نظارت فعال اختصاصی به عنوان مشتریان متصل به شبکه ظاهر می شوند و بنابراین این روش می تواند نزدیکترین دیدگاه به تجربه مشتری نهایی را فراهم کند. با این حال، استفاده از دستگاه های اختصاصی نیاز به تجهیزات اضافی شبکه دارد، که هزینه های اضافی را از لحاظ هزینه سرمایه، مسکن، قدرت، مدیریت و تعمیر و نگهداری به همراه می آورد. بنابراین، برای کاربران نهایی فردی یا مکان های دفتر کوچک، استفاده از دستگاه های نظارت فعال اختصاصی به طور کلی قابل اجرا نیست.

عوامل تعبیه شده

برخی از فروشندگان سخت افزاری شبکه، عامل های نظارت بر فعالیت نرم افزار را در محصولات به صورت تعبیه شده پیاده سازی می کنند ،   که ممکن است دستگاه های شبکه ای مانند روترها یا سوئیچ ها باشد یا می توانند سیستم های پایانی مانند تلفن های IP باشند. استفاده از عوامل جاسازی شده در دستگاه که در حال حاضر در مسیر سوئیچینگ داده ها می باشد، اجازه می دهد که پایه ی نصب شده ی تجهیزات شبکه ،توانمند سازی شود و امکان اجرای سریع یک سیستم نظارت SLA فعال بدون نیاز به استقرار تجهیزات شبکه جدید فراهم شود.

توپولوژی های مانیتورینگ فعال

هنگام گسترش یک سیستم نظارت فعال، یک سوال کلیدی این است ،جایی است که دستگاههای نظارت فعال را مستقر کنند، چه عوامل خارجی یا جاسازی شده باید وجود داشته باشند . به طور کلی سنجش نظارت فعال باید تجربیات برنامه را نشان دهند و بنابراین دستگاه های نظارت فعال باید تا آنجا که ممکن است نزدیک سیستم نرم افزار پایانی باشد. در همه گسترش ها ، با این حال، محدودیت هایی وجود دارد که مکان چنین دستگاه هایی را محدود می کند؛ ممکن است بخش هایی از شبکه ای که تحت کنترل سازمان اندازه گیری نیستند، وجود داشته باشد. در مقیاس بزرگ، مقیاس پذیری سیستم نظارت فعال، مورد توجه بیشتر است.

انتخاب توپولوژی نظارت فعال بستگی به این محدودیت ها دارد. مثال توپولوژی شبکه فیزیکی را که در شکل ۵٫۶ نشان داده شده است را در نظر بگیرید.  تعدادی از توپولوژی های نظارت فعال SLA مختلف،   جایی که توپولوژی فعال SLA توسط منابع و مقاصد جریان های آزمایش نظارت فعال تعریف می شود، می تواند در این توپولوژی فیزیکی پوشش داده شود.


 

مش کامل

یک مش کامل نیازمند پروب هایی از هر مکان نظارت فعال به هر مکان نظارت فعال دیگر می باشد ، همانطور که در شکل ۵٫۷ نشان داده شده است. این رویکرد دقیق تر است زیرا مسیرهای پایان به پایان را بین تمام مکان ها اندازه می گیرد و پوشش شبکه را کامل می کند. در عمل، با این حال، همانطور که تعداد گره های نظارت فعال (n) افزایش می یابد؛ به خوبی اندازه گیری(مقیاس بندی) نمی شود. تعداد جریان های آزمایش نظارت فعال دو طرفه مورد نیاز برای اتصال آنها n × (n – 1) / 2می باشد، که بیشتر به صورت خطی با تعداد گره ها افزایش می یابد. خارج از تعداد کم گره ، این رویکرد ممکن است موجب پیکربندی سنگین شود، جریانهای آزمون ممکن است از مقدار قابل توجهی پهنای باند استفاده کنند، و بازیابی داده های اندازه گیری از تمام گره ها ممکن است با سربار سیستم های مدیریتی مواجه باشد.  به همین علت، تنها در مواردی استفاده می شود که تعداد محدودی از سایت ها برای نظارت وجود دارد.

مش جزئی

یک مش جزئی شامل اجرای یک مش از جریان آزمون در یک زیر مجموعه از توپولوژی است. به عنوان مثال ، این می تواند یک توپولوژي نظارت فعال در شبکه ها باشد جایی که سایت های راه دور (spokes ها) تنها با دفاتر اصلی (هاب ها) ارتباط برقرار می کنند ، همانطور که در شکل ۵٫۸ نشان داده شده است . این رویکرد تعداد جریانهای آزمون مورد نیاز را کاهش می دهد و نظارت پایان به پایان را بین یک زیر مجموعه از مکان ها فراهم می کند. در توپولوژي hub-and-spoke ، اگر نظارت فعال رفت و برگشت مورد استفاده قرار گيرد، سایت های هاب می توانند به عنوان فرستنده های پروب نظارت فعال با سایت های spoke که به عنوان پاسخگو عمل می کنند؛ پیکربندی شوند. در این مورد، داده های سنجش نظارت فعال فقط باید از سایت های توزیع بازیابی شوند.

 

شکل 5.7: توپولوژی نظارت فعال مش کامل.

شکل ۵٫۷: توپولوژی نظارت فعال مش کامل.

شکل 5.8: توپولوژی نظارت فعال مش جزئی.

شکل ۵٫۸: توپولوژی نظارت فعال مش جزئی.

مش سلسله مراتبی

در شبکه هایی که هر ارتباطی بین سایت ها وجود دارد، یک مش کامل ممکن است غیر قابل تحمل باشد، در حالی که یک مش جزئی ممکن است پوشش مناسب شبکه را فراهم نکند. در این موارد ممکن است یک مش سلسله مراتبی استفاده شود. با یک مش سلسله مراتبی، نظارت فعال بخش بندی می شود .در یک ارایش معمولی ، ابزار اندازه گیری فعال متمرکز در هر نقطه حضور (POP) واقع شده اند و جریان های تست از هر POP به سایت های  دور در یک توپولوژي نظارت فعال hub-and-spoke متصل شده اجرا می شوند. جریان تست سپس در یک مش کامل از هر POP به هر POP دیگر اجرا می شود، همانطور که در شکل ۵٫۹ نشان داده شده است.

یک مش جزئی، مقیاس پذیری یک سیستم نظارت فعال شبکه گسترده را تسهیل می کند و در نتیجه معمولا در عمل استفاده می شود. این به طور قابل توجهی تعداد جریانهای آزمون مورد نیاز در مقایسه با یک مش کامل را کاهش می دهد، در حالی که پوشش کامل شبکه را فراهم می کند و نسبتا برای مدیریت آسان است. اگر دستگاه های نظارت فعال POP به عنوان فرستنده برای پروب های رفت و برگشت ، با دستگاه های نظارت بر سایت های دور مربوط به خود پیکربندی شوند به عنوان پاسخگو عمل می کنند، سپس داده های سنجش نظارت فعال باید از سایت های مرکزی بازیابی شوند و نیازی به دسترسی به سایت های  دور وجود ندارد. این روش اندازه گیری های جداگانه ای برای لینک های دسترسی است و در سراسر شبکه اصلی به خوبی به مفهوم SLA تقسیم شده نگاشت می شود. ناکارآمدی این رویکرد این است که نظارت پایان به پایان را فراهم نمی کند. بنابراین، اگر اندازه گیری بین دو سایت A1 و B1 مورد نیاز بود، آنها نیازمند تخمین آماری با ترکیب  هستند، که در صورت امکان، نتایج  را برای هر بخش در مسیر پایان به پایان اندازه گیری می کند (به عنوان مثال، از سایت A1 تا POP A، از POP A به POP B، و از POP B به سایت B1) .

به عنوان مثال، ممکن است به طور متوسط  (یا یک درصد خاص) تاخیر پایان به پایان  با مجموع میانگین (یا درصد خاص) تاخیر اندازه گیری شده برای هر بخش تخمین زده شود .برای برآورد احتمال از دست دادن بسته پایان به پایان،   اگر احتمال از دست دادن بسته در بخش x توسط Px داده شود، سپس احتمال از دست دادن بسته (P) پایان به پایان  در بخش n به شرح زیر است:

P = 1 − [(۱ − P1) + (1 − P2) + . . . + (1 − Pn)]

با این وجود ، ممکن است ارزیابی jitter پایان به پایان ، از jitter اندازه گیری شده از بخش های  مسیر پایان به پایان باشد زیرا jitter اندازه گیری شده در IP شبکه ها  به طور آماری در عمل کاربردی نیست. در جایی که یک اندازه گیری jitter   پایان به پایان مورد نیاز است، نظارت پایان به پایان باید به طور انتخابی اعمال شود.

اندازه گیری هزینه های برابر در مسیر های چندگانه

بسیاری از شبکه ها مسیرهای متعددی بین بخش های مختلف شبکه به دلایل هر دو قابلیت انعطاف پذیری و ظرفیت ارائه می دهند. پروتکل های مسیریابی دروازه [۱]داخلی (IGPs) مانند OSPF و IS-IS تعیین می کنند کدام مسیرها بین هر دو نقطه در شبکه مورد استفاده قرار می گیرند با انتخاب هر مسیر که حداقل هزینه کل را دارد، جایی که هزینه مسیر با جمع آوری معیارهای فردی (که بیان گر ترجیح یک لینک) از لینک در طول مسیر محاسبه می شود. اگر بیش از یک مسیر ارزان قیمت وجود داشته باشد، پروتکل مسیریابی به طور بالقوه ترافیک را بین دو نقطه در همه این مسیرها توزیع خواهد کرد.

الگوریتم هایی که بار را در مسیرها متعادل می کنند عموما به عنوان الگوریتم های ECPP با هزینه مساوی اشاره می شوند. الگوریتم های ECMP به طور کلی به هر فروشنده اختصاص دارد. فروشنده های مختلف از معیارهای مختلف برای تعیین مسیری که برای یک بسته خاص استفاده می شود استفاده می کنند. اگر چه یک پیاده سازی رایج برای انجام یک تابع هش استفاده از ورودی از جمله در زمینه هدر بسته مانند آدرس IP منبع، آدرس IP مقصد، شماره پروتکل، پورت منبع UDP / TCP و مقصد UDP / TCP است.

ECMP یک مسئله مهم برای نظارت فعال است که برای آن پاسخ ایده آلی وجود ندارد؛ یک سنجش تنها می تواند از یکی از مسیرهای ممکن و نه همه آنها استفاده کند. تعدادی از راه حل های بالقوه برای این موضوع وجود دارد. با این حال، هیچ یک از آنها چاره ندارد که راه حل را در هر شرایطی فراهم کند. این امکان وجود دارد برای تغییر آدرس IP های منبع و مقصد و شماره های پورت UDP / TCP پروب هایی به منظور تلاش برای استفاده از بیش از یکی از مسیرها فرستاده شود در عمل، با این حال، الگوریتم های ECMP را می توان به سختی پیش بینی کرد   (بعضی از موارد تصادفی نیز به عنوان ورودی به هش استفاده می شوند). بنابراین، ممکن است تضمین نکنیم که همه مسیرها مورد آزمایش قرار می گیرند. متناوبا، اگر آزمون از روتر متعادل کننده بار خودش اجرا شود، سپس ممکن است بسته های پروب از طریق هر یک از واسط های متعادل کننده بار به نوبه خود ارسال شود؛ با این وجود، تضمین نمی کند که بسته های پاسخ پروب از تمام مسیرهای برگشت نیز استفاده کنند.

شکل 5.9: توپولوژی نظارت فعال مش سلسله مراتبی.

شکل ۵٫۹: توپولوژی نظارت فعال مش سلسله مراتبی.

هماهنگ سازی ساعت

برای دستیابی به دقت بالای تاخیر یک طرفه اندازه گیری شده ،   ساعتها بر روی تمام عناصر شبکه ی شرکت کننده در آزمون باید هماهنگ شوند؛ هر خطای همگام سازی منجر به یک خطا در یک تاخیر یک طرفه اندازه گیری شده می شود. دستگاه های شبکه زمان محلی را با استفاده از ساعت های روی صفحه(تابلو) نگهداری می کنند ، که زمان را برای سیستم عامل دستگاه فراهم می کند. تعدادی از روش های بالقوه وجود دارد که ساعت محلی را روی دستگاه های شبکه می تواند هماهنگ کند.

روش دقیق تر برای همگام سازی ساعت ها در دستگاه های شبکه   همگام سازی هر دستگاه با یک منبع ساعت خارجی “stratum-1”  دقیق مانند یک سیستم موقعیت یابی جهانی یا ساعت رادیویی است .  با این حال، این یک رویکرد گران است،  در حالی که ممکن است برای دستگاه های موجود در هسته شبکه قابل قبول باشد، اما برای کاربران فردی یا شعبه شرکت های کوچک مناسب نخواهد بود.

یک رویکرد جایگزین برای زمان stratum-1 توزیع شده استفاده از یک پروتکل مانند پروتکل زمان شبکه (NTP) است. NTP ساعت ها را بین دستگاه های شبکه با تبادل پیام های زمان بندی شده بین سرور و مشتریانش هماهنگ می کند. NTP به دنبال دقت درازمدت در هزینه دقت کوتاه مدت است، برای مثال، آن ، ساعت داخلی را کند یا به آن سرعت می بخشد یا (اضافه کردن / کم کردن کمیت زمان) برای تنظیم ساعت محلی ،زمان واقعی است. اگر در طی این تنظیمات اندازه گیری ها رخ دهد، نتایج عجیبی مانند تأخیر منفی ممکن است مشاهده شود. NTP معمولا زمان را تا ۱۰ میلی ثانیه در WAN ها نگه می دارد؛ این به طور کلی سطح دقت کافی برای آن برنامه ها را با ضوابط محدود تاخیر تضمین نمی کند، که نیاز به نظارت تاخیر یک طرفه مانند VoIP و جریان ویدئو را دارد. در شبکه های محلی (LANها) در شرایط خوب، NTP معمولا زمان را تا ۱ مگابایت یا بیشتر حفظ می کند، که ممکن است برای اهداف نظارت فعال کافی باشد.

با توجه به محدودیت ها و هزینه های هماهنگ سازی ساعت بین دستگاه، یک مدل گسترش  مشترک برای توزیع زمان از یک منبع ساعت stratum-1 به تمام دستگاههای درون POP از یک شبکه جداگانه   (معمولا شبکه مدیریت) برای اطمینان از هماهنگ سازی از طریق NTP در عرض ۱ میلی ثانیه یا بهتر استفاده می کند. این باعث می شود اندازه گیری تاخیر یک طرفه بین POP ها انجام شود. هماهنگ سازی روترهای دسترسی از طریق NTP معمولا به اندازه کافی دقیق نیست و استفاده از منابع ساعت stratum-1 در این مکان ها عموما قابل انجام نیست. بنابراین گزارشات SLA از لینک های دسترسی از POP برای دسترسی به روتر، معمولا به عنوان RTT به جای تاخیر یک طرفه گزارش می شود.

 

تاییدیه

این فصل به طور فوق العاده ای برای ورودی  Emmanuel Tychon  مورد استفاده قرار گرفت .بازاریابی فنی برای توافقنامه سطح سرویس Cisco IOS IP (IP SLAS) که مشارکت متشکل از نظارت فعال پایه بود، طراحی شد .

جهت سفارش پروژه برای هر رشته ای که مدنظر دارید بر روی لینک زیر کلیک نمایید :

سفارش پروژه

رایگان – خرید

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

حق نشر برای همیارپروژه – مرجع اصلی پروژه های دانشجویی متلب و پایتون محفوظ است.