о насотзывыпубликациипартнерствовакансии

к выбору публикации

Одна дефектная сетевая карта монополизирует всю сеть 10Base2

В данной публикации приводятся результаты тестирования сети 10Base2, в которой одна рабочая станция имеет дефектную сетевую карту. Дефект заключается в том, что станция с дефектной сетевой картой, монополизируя общий канал связи сети, замедляет работу всех остальных станций сети. Поскольку дефект не вызывал появление ошибочных кадров или повышенной утилизации канала связи сети, у администратора сети до проведенного тестирования была полная иллюзия того, что причиной медленной работы прикладных программ в сети являлись дефекты самих прикладных программ, а не дефекты сети.

Краткое описание архитектуры тестируемой сети

Тестируемая сеть состоит из двух сегментов тонкого коаксиального кабеля (10BASE2). Сегменты соединены друг с другом посредством двух сетевых карт на сервере. Топология сети приведена на рисунке 1.

		Рисунок 1. Схема тестируемой сети.

Выделенный сервер сети работает под управлением NOS: Novell NetWare 4.10.

Конфигурация сервера: Pentium 200; RAM - 64M; HDD - SCSI, 2GB; NIC - CNet 935. SPEED=16429, ORIGINAL CACHE BUFFERS=15786, TOTAL CACHE BUFFERS=13160

В качестве рабочих станций используются компьютеры под управлением Windows 95, Windows 95 OSR2. На компьютерах установлен клиент MS для сетей NetWare, служба NDS, протокол - IPX. Индекс производительности всех компьютеров, который вычисляется программой FTest, находится в диапазоне 127 - 397 пунктов. Среднее значение индекса производительности - 265 пунктов. Среднеквадратичное отклонение (СКО) - 98 пунктов. Конфигурация компьютеров рабочих станций приведена в файле отчета all.csa, который содержится в архиве с результатами тестов.

Тестирование показало ...

При эксплуатации сети дефект проявлялся в том, что рабочие станции сети периодически работали медленно. Предварительный мониторинг сети с помощью анализатора сетевых протоколов не выявил наличие каких-либо дефектов сети. Утилизация канала связи сети была относительно невысокой, ошибки передачи данных отсутствовали. Проведенный тест FTest by steps в режиме калибровки также не выявил каких-либо дефектов сети. Все станции, работая по очереди, имели скоростные характеристики, пропорциональные индексу производительности компьютеров. В результате складывалось впечатление, что причина медленной работы прикладных программ заключается в дефектах самих прикладных программ.

На приведенных ниже графике и таблице показаны зависимости производительности рабочих станций от предлагаемой нагрузки на сеть, полученные в процессе работы теста "FTest all stations". В этом тесте все рабочие станции одновременно производят генерацию трафика, что позволяет выявить дефекты сети, являющиеся следствием взаимного влияния одних рабочих станций на другие. Как видно из графика, рабочая станция PC2 линейно наращивает свою производительность во всем диапазоне предлагаемых нагрузок. Производительность же остальных рабочих станций стабилизируется при значении предлагаемой нагрузки, приблизительно равном 1070 Кбайт/с. Как видно из таблицы, производительность рабочей станция PC2 практически равна предлагаемой нагрузке. Другими словами, станция PC2 работает с такой производительностью, с какой хочет. В результате она отнимает полосу пропускания у других станций сети.

Параметры теста были заданы так, чтобы нагрузка создавалась только на сеть. Диапазон предлагаемых на сеть нагрузок (ось "х" на графике): от 100 Кбайт/с до 3000 Кбайт/с. Максимальное значение предлагаемой нагрузки (3000 Кбайт/) приблизительно в 1.5 раза превышает теоретическую пропускную способность сети.

		Рисунок 2. Зависимость производительности от предлагаемой на сеть нагрузки

Таблица 1. Обобщенные результаты теста "FTest by steps" в режиме калибровки.

Немного теории

В сети Ethernet для доступа к общему каналу связи, используется алгоритм CSMA/CD. Этот алгоритм обеспечивает всем станциям сети приблизительно равные возможности по использованию общего канала связи (в данном примере - коаксиального кабеля). Другими словами, пропускная способность общего канала связи должна делится между всеми станциями в сети пропорционально производительности их компьютеров. Монопольное использование канала связи какой-то одной станцией противоречит алгоритму CSMA/CD.

Однако в некоторых сетевых картах, алгоритм CSMA/CD может быть реализован не совсем корректно. В нашем примере такой сетевой картой является карта, установленная на рабочей станции "PC2". Можно предположить две наиболее вероятных причины столь "агрессивного поведения" станции "PC2. Первая причина заключается в том, что дефектная сетевая карта перед началом передачи данных в канал связи "слушает" паузу не 9.6 мкс. (как это требует алгоритм CSMA/CD), а несколько меньшее время. В результате дефектная сетевая карта начинает передачу несущей в канал связи раньше других сетевых карт. Остальные же станции, действуя по правилам и "увидев" несущую в канале связи, откладывают свою передачу данных. В результате дефектная сетевая карта передает свои данные "когда хочет", монополизируя тем самым канал связи сети. Остальные же сетевые карты могут передавать данные только в те моменты времени, когда "молчит" дефектная карта.

Другой причиной "агрессивного поведения" станции "PC2" может быть некорректная отработка, так называемого, алгоритма отката. Это алгоритм, который каждая сетевая карта должна отрабатывать после возникновения коллизии. Согласно правилам CSMA/CD, после возникновения коллизии каждая карта должна ждать случайный промежуток времени, длительность которого должна быть пропорциональна числу предшествующих коллизий. Если дефектная станция не выдерживает этого промежутка времени и начинает пытаться передавать данные раньше, то она также может монополизировать канал связи сети.

В заключении хотим отметить, что в данном тесте не происходит полной монополизации канала связи сети станцией "PC2". Остальные станции, хоть и медленно, но все же могут работать "одновременно" со станцией "PC2". Полной монополизации не происходит только из-за относительно низкой производительности компьютера станции "PC2" (ее индекс производительности - 126.9 пунктов). Если бы так случилось, что сетевая карта с описанным выше дефектом была бы установлена на более мощном компьютере, остальные станции сети в момент работы этой станции работали бы значительно медленнее.

Вы можете загрузить файл отчета и с помощью программы SelFTest посмотреть, как проходило тестирование сети.

наверх