 |
Как мы проводили тестирование и что сравнивали
В качестве тестового полигона была использована локальная сеть тестовой лаборатории компании ProLAN (см. рисунок 1).
Тестовый сервер - HP NetServer LH3 с процессором PIII-500 и ОЗУ 256 MB. Дисковая подсистема сервера включает три SCSI-диска горячей замены HP D6106A объемом 9,1 GB и контроллер HP NetRAID, настроенный на реализацию RAID 5 уровня. Сервер функционировал под управлением ОС Novell NetWare 4.2.
Рабочие станции: Агенты были загружены на десяти рабочих станциях, некоторые характеристики которых приведены в таблице 1. Связь Агентов с сервером осуществлялась на основе протокола IPX.
При проведении тестирования мы ставили перед собой следующие задачи.
- |
1. Оценить, как отличаются скоростные характеристики трех рассматриваемых сетей. При этом нас интересовали скоростные характеристики при низкой нагрузке на сеть, т.е. при отсутствии взаимного влияния рабочих станций друг на друга и при высокой нагрузке на сеть.
|
- |
2. Оценить, как отличаются нагрузочные характеристики трех рассматриваемых сетей. Другими словами, как отличается максимальная производительность (пропускная способность) трех рассматриваемых сетей.
|
Таблица 1. Характеристики компьютеров, участвующих в тестировании
|
Имя станции |
Процессор |
ОЗУ, МБ |
Индекс произв. |
NIC |
OC |
|
ANDREW |
PII-400 |
128 |
837,9 |
DFE-540TX |
Windows 98 |
|
ARMADA |
PII-200 |
96 |
623,7 |
DFE-660TX |
Windows 98 |
|
BLACKRING |
PII-300 |
128 |
504,9 |
DFE-500TX |
Windows 98 |
|
ELF |
PII-350 |
128 |
723,2 |
DFE-500TX |
Windows 98 |
|
EPSILON |
PII-300 |
128 |
628,5 |
DFE-500TX |
Windows NT 4.0 |
|
GOBLIN |
PII-400 |
128 |
838,0 |
DFE-500TX |
Windows NT 4.0 |
|
KAPPA |
Celeron-300 |
64 |
628,0 |
DFE-500TX |
Windows NT 4.0 |
|
MY |
PII-400 |
128 |
836,7 |
ENW-9501+ |
Windows 98 |
|
OLYA |
PII-400 |
128 |
833,0 |
DFE-540TX |
Windows 98 |
|
STUDENT1 |
Celeron-300 |
32 |
623,0 |
ENW-9501+ |
Windows 98 |
|
При решении этих задач, для каждой из трех сетей (сервер с одной сетевой картой 3C980B, сервер с двумя сетевыми картами 3C980B, сервер с сетевой картой 3C985) проводились два вида тестов - тест "FTest by steps" в режиме калибровки и "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть.
Тест "FTest by steps" в режиме калибровки проводился с целью измерения средней скорости рабочих станций при отсутствии их взаимного влияния друг на друга. Это характеризует величину задержек при передаче данных через незагруженный коммутатор.
Тест "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть проводился с целью измерения:
- |
средней скорости рабочих станций при высокой нагрузке на коммутатор, характеризующей величину задержек (latency) при передаче данных через загруженный коммутатор;
|
- |
суммарной производительности (пропускной способности) сети, т.е. общего объема данных прикладного уровня, который сеть может передать между всеми рабочими станциями и сервером в единицу времени.
|
|
|
|
Тестирование показало
Результаты измерения скоростных характеристик рабочих станций (Агентов) при отсутствии их взаимного влияния друг на друга, полученные с помощью теста "FTest by steps" в режиме калибровки, приведены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты измерения скоростных характеристик в режиме калибровки
|
Сетевой адаптер |
Средняя произв. (Кбайт/сек) |
Средняя скорость чтения (Кбайт/сек) |
Средняя скорость записи (Кбайт/сек) |
|
3C980В (Fast Eth.) |
5870 |
7501 |
5828 |
|
2 x 3C980В |
5744 |
7508 |
5609 |
|
3C985 (Gigabit Eth.) |
5916 |
7782 |
5806 |
|
Из анализа этих данных можно сделать следующие выводы:
- |
1. При отсутствии взаимного влияния Агентов друг на друга и использовании режима Load Balancing средняя скорость записи уменьшается по сравнению с тем случаем, когда на сервере установлен только один адаптер 3С980В, приблизительно на 4%. Данное снижение обусловлено, по-видимому, задержками, вызванными механизмом распределения трафика между серверными сетевыми адаптерами. Распределение же трафика между адаптерами ничего не дает кроме дополнительных накладных расходов, поскольку узким местом в этом случае являются каналы "рабочая станция - коммутатор", а не "коммутатор-сервер".
|
- |
2. При переходе с Fast Ethernet (адаптер 3С980В) на Gigabit Ethernet (адаптер 3С985) наблюдается небольшой рост средней скорости Агентов при отсутствии их взаимного влияния друг на друга - около 4%. Данное увеличение скорости, по-видимому, объясняется наличием в 3С985 RISC-процессора и SRAM объемом 1 МВ, позволяющих обрабатывать сетевой трафик с меньшими задержками.
|
Эти результаты наглядно свидетельствуют о том, что до тех пор, пока не будет однозначно доказано, что именно канал связи "коммутатор-сервер" является узким местом сети, установка режима Load Balancing ничего кроме некоторого замедления работы сети не вызовет.
Измерения суммарной производительности сети и скоростных характеристик Агентов при высокой нагрузке на коммутатор проводились с помощью теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть. При этом размер файла имел значение 64 КБ, размер записи - 8 КБ, а предлагаемая нагрузка менялась в диапазоне от 1000 до 80000 КБ/с, что позволило охватить весь диапазон изменения производительности используемых сетевых адаптеров. Полученные результаты представлены на рисунках 2-4.
В таблице 3 приведены максимальные значения суммарной производительности, полученные в данных тестах, и соответствующие этим производительностям средние скорости записи и чтения
Представленные результаты позволяет выявить ряд интересных закономерностей.
1. Характер изменения скорости записи и чтения от предлагаемой нагрузки, во всех трех тестах отличается качественным образом. Так, при использовании одной сетевой карты 3C980B, с увеличением предлагаемой нагрузки скорость выполнения операций чтения падает быстрее, чем скорость записи. Следует отметить, что такое поведение имеет место только для Агентов, работающих под управлением ОС Windows 98. Для Агентов, работающих под управлением ОС Windows NT4, скорость чтения и скорость записи "падают" практически одинаково. При использовании режима Load Balancing данный эффект исчезает.
2. При анализе результатов тестирования сети на базе адаптера 3C985 обращает на себя внимание, что средние скорости записи и чтения практически не зависят от предлагаемой на сеть нагрузки. Их значения близки к значениям, которые были получены при отсутствии влияния Агентов друг на друга. Это объясняется тем, что пропускная способность канала "коммутатор-сервер", в этом случае, выше, чем нагрузка, которую могут создать все станции тестируемой конфигурации. Другими словами, канал "коммутатор-сервер" в этом случае не является узким местом сети. Во всех остальных случаях узким местом сети является именно канал связи "коммутатор-сервер".
Таблица 3. Максимальные значения суммарной производительности и соответствующие этим производительностям средние значения скорости записи и чтения
|
Сетевой адаптер |
Суммарная произв. (Кбайт/сек) |
Средняя скорость чтения (Кбайт/сек) |
Средняя скорость записи (Кбайт/сек) |
|
3C980В (Fast Eth.) |
17200 |
1600 |
2250 |
|
2 x 3C980В |
21150 |
2500 |
2040 |
|
3C985 (Gigabit Eth.) |
49500 |
6050 |
5000 |
|
3. Реальное увеличение общей производительности сети при установке дополнительного сетевого адаптера и режима Load Balancing не превышает 25 %. Этот результат нас не очень порадовал, особенно учитывая, что тестовый трафик был равномерно распределен по направлениям: от сервера и к серверу (параметры теста были: 50% операции чтения, 50% операции записи). При этом скорость записи в режиме Load Balancing оказалась даже на 10%.ниже, чем в случае, когда на сервере установлена только одна сетевая карта.
За разъяснением причин столь низкой эффективности алгоритма Load Balancing мы обратились в представительство 3Com. Там нам сообщили, что данный алгоритм приводит к повышению производительности только при использовании протоколов TCP/IP, хотя в документации на сетевой адаптер это не отмечено. Данная особенность работы алгоритма Load Balancing отражена в публикации "Fast EtherLink Server NIC Release Notes", Part No.09-1548-001, April, 1999, 3Com.
4. Как и следовало ожидать, наибольшую производительность имеет сеть, где в канале связи "сервер-коммутатор" используется технология Gigabit Ethernet. Однако увеличение производительности составило всего менее 300% (а не 1000%).
Нам было интересно выяснить, какой конкретно ресурс, а именно: рабочие станции, коммутатор, сетевая карта 3C985 или сервер, ограничивают общую пропускную способность тестируемой сети. С нашей точки зрения это сервер и вот почему.
- |
Это не могут быть рабочие станции, т.к. суммарная производитнельность рабочих станций при выполнении теста "FTest by steps" в режиме калибровки составила 59164Кбайт/с. Другими словами, если бы рабочим станциям никто не мешал, то общая производительность сети составила бы 59164Кбайт/с. По этой же причине это не может быть сетевая карта на сервере.
|
- |
Маловероятно, чтобы это был коммутатор, т.к. из анализа скоростных характеристик Агентов видно, что с увеличением нагрузки их скорость не снижается. Обычно, когда узким местом является пропускная способность коммутатора, скорость работы Агентов зависит от нагрузки на коммутатор.
|
Таким образом, остается только сервер. Чтобы подтвердить эту гипотезу, одновременно с измерением производительности сети мы измеряли значение утилизации процессора сервера. Полученные зависимости утилизации процессора сервера от номера шага теста "FTest all stations" для сетей с использованием сетевых адаптеров 3C980B и 3С985 приведены на рисунке 5.
Из приведенного рисунка видно, что в сети с адаптером 3C980B, изменение утилизации процессора соответствует динамике роста производительности сети. При этом утилизация процессора сервера не превышает 30%. При использовании же адаптера 3С985 (Gigabit Ethernet), такое соответствие имеет место лишь до тех пор, пока суммарная нагрузка на сеть не превышает ~ 40 Мбайт/с. При дальнейшем росте значений предлагаемой нагрузки, происходит снижение утилизации процессора сервера и ее стабилизация на уровне ~ 75%. При этом стабилизация утилизации процессора сопровождается стабилизацией роста производительности сети. На основании этого можно сделать вывод, что именно производительность процессора сервера в данном случае ограничивают общую производительность сети.
Новые технологии предъявляют новые требования к вычислительным ресурсам!
|
к выбору публикации
