Um paradigma orientado a análise de performance de redes de pacotes

Abstract

A crescente complexidade das redes de comunicação de dados tem como conseqüência direta tornar cada vez mais complexas as tarefas de projetar seu dimensionamento e evolução. Um passo preliminar vitalmente importante no projeto de uma rede é a coleta de dados relacionados ao uso esperado da rede. Os padrões de tráfego estimados são usados nos cálculos de dimensionamento dos recursos. Fortemente relacionada a estas atividades está a previsão da performance em termos de throughput da rede, tempos de resposta, probabilidade de congestionamento, entre outras. Uma análise de performance efetiva depende de se representar precisamente a configuração da rede e da carga de tráfego a ela submetida. Técnicas de modelagem analítica ou de simulação podem ser usadas para determinar a performance esperada do sistema. Neste trabalho a usada a técnica de simulação para modelar o tráfego da rede usando dados coletados em uma rede real por monitoração. Trabalhando-se com o modelo validado e possível ajustar a carga de tráfego para representar mudanças esperadas nos volumes de tráfego, e testar o efeito na performance de diferentes configurações de rede. Isso possibilita que os processos de planejamento e projeto sejam executados com confiança, alem dos custos da rede poderem ser otimizados. O sistema apresentado neste trabalho e orientado à gerência de performance de redes, apoiando as atividades de gerência e planejamento de capacidade. Defende-se a idéia de que, a partir do perfil dos usuários de uma rede, derivado do tráfego por eles gerado, pode-se construir um modelo de tráfego significativamente representativo para a análise e previsão do desempenho da rede. O modelo foi desenvolvido para redes de comutação de pacotes com serviço orientado a conexão, e validado sobre o tráfego de uma rede X.25 através de um modelo de simulação, implementado em GPSS. O protótipo do sistema é composto por três processos principais que incorporam as etapas da análise de performance: monitoração do tráfego, análise do tráfego e simulação do tráfego. Na monitoração, são contabilizadas uma série de variáveis para cada conexão gerada na rede. Para cada tipo de aplicação são calculados os respectivos fatores de carga de tráfego. As aplicações são classificadas em dois grandes grupos: interativas e não-interativas. O processo de análise do tráfego gera os fatores de carga de tráfego na forma de tabelas e gráficos. As conexões e as métricas de performance produzidas na simulação do tráfego podem ser analisadas e validadas graficamente. O sistema proposto foi especificado em SDL (Specification and Description Language).

The increasing complexity of communication networks turns each time more complex the task to plan its expansion and evolution. A vitally important preliminar step in computer network design is the gathering of data relating to the expected use of the network. The estimated traffic patterns are used in resource usage computations. Closely related to these activities is the estimation of performance in terms of network throughput, response times, congestion probability, among others. An efective performance analysis requires the accurate representation of computer network configuration and traffic load. Analytical or simulation techniques can be used to establish the expected system performance. This work makes use of simulation to model the network traffic, based on collected data of a real network. network. Working with the validated model is possible to adjust the traffic load to represent future demand, and to test the performance impact under distinct network configurations. This enable a trustful execution of network planning and design, besides of the cost optimization. The system presented at this work is network performance management oriented, giving support to capacity management and capacity planning. The central idea is that, through network users profile achieved from generated traffic, it's possible to build a representative traffic model to aim at the network performance analysis and forecast. The model was developed to connection oriented packet switched networks, and validated by means of a simulation model to X.25 network traffic, implementd in GPSS. The system prototype comprises three process: traffic monitoring, traffic analysis and traffic simulation. In monitoring, a set of variables are registered for each network connection generated. The traffic load factors are computed according the application type. The applications are classified in two groups: interactive and non-interactive. The traffic analysis process produces traffic load factors in form of tables and graphics. Connections and performance metrics generated at traffic simulation can be graphically analyzed and validated. The proposed system was specified in SDL (Specification and Description Language).