Характеристики оперативности

 

Характеристики оперативности описывают задержки, возникающие при передаче и обработке данных в сети.

Для оценки оперативности сети в целом используются следующие показатели:

- время доставки сообщений;

- время отклика (ответа);

Время доставки сообщений t_c характеризует эффективность организации передачи данных в вычислительной сети и представляет собой интервал времени, измеряемый от момента ввода сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом-получателем.

В общем случае, время доставки сообщений - величина случайная, что обусловлено случайным характером процессов поступления и передачи данных в сети. Время доставки сообщений может задаваться средним значением Т или в вероятностном виде как вероятность непревышения некоторого заданного значения Т*: P (t_с < Т*).

Время отклика(ответа) (t_u) - интервал времени от момента поступления запроса (сообщения, транзакции) в сеть до момента завершения его обслуживания, связанного с выполнением некоторой прикладной или обслуживающей программы, с работой с базой данных и т.п. Время ответа представляет собой время пребывания запроса в сети и характеризует эффективность обслуживания пользователей сети.

Время отклика, как и время доставки сообщений, - величина случайная и может задаваться средним значением U или в виде вероятности P(t_u < U*) непревышения некоторого заданного значения U*.

В сетях реального времени вместо термина "время ответа" часто используют термин "время реакции".

 

Характеристики надежности

 

Надежность - способность сети сохранять свои наиболее существенные свойства на заданном уровне и выполнять возложенные на нее функции в течение фиксированного промежутка времени при определенных условиях эксплуатации.

При рассмотрении вопросов надежности следует различать отказы и сбои.

Отказ - частичная или полная утрата работоспособности сети, приводящая к невыполнению или неправильному выполнению возложенных на нее функций. Для восстановления работоспособности системы при отказе требуется проведение ремонта.

Сбой - кратковременная утрата работоспособности сети, характеризуемая возникновением ошибки при передаче и обработке данных. Для восстановления работоспособности сети при сбое требуется проведение повторных действий по передаче (обработке) данных или части данных или перезагрузки отдельных узлов или всей сети. Сбои не приводят к выходу сети из строя, однако могут существенно снизить эффективность функционирования, что проявляется в ухудшении характеристик функционирования сети (увеличивается время доставки сообщений и снижается производительность сети).

В качестве характеристик надежности ВС могут использоваться следующие показатели:

- вероятность безотказной работы сети;

- интенсивность отказов или время наработки на отказ;

- время восстановления;

- коэффициент готовности.

Вероятность безотказной работы P(t) - вероятность того, что в течение времени t не произойдет отказа.

Интенсивность отказов l₀ - среднее число отказов за единицу времени.

Время наработки на отказ t_o - промежуток времени между двумя смежными отказами; t_o - величина случайная, а ее среднее значение T_o называется средней наработкой на отказ T_o = 1 / l₀.

Время восстановления t_в - интервал времени от момента наступления отказа до момента восстановления работоспособности системы; t_в - величина случайная и обычно задается средним значением T_в, называемым средним временем восстановления.

Коэффициент готовности K_г - доля времени, в течение которого сеть работоспособна: K_г = (T_о - T_в) / T_о. Величина K_г может трактоваться как вероятность того, что в любой момент времени сеть работоспособна.

Аналогично, значение (1 - K_г) определяет вероятность того, что сеть находится в состоянии восстановления.

 

 

Стоимостные характеристики

 

В качестве стоимостных (экономических) характеристик СВ могут использоваться следующие показатели:

- полная стоимость сети;

- стоимость (цена) передачи данных;

- стоимость (цена) обработки данных в сети.

Полная стоимость сети S - это суммарная стоимость технических Sт и информационно-программных S_и средств: S = S_т + S_и.

Стоимость технических средств складывается из стоимости всех устройств, входящих в состав сети: S_т = S₁ + ... + S_i + ... + S_n, где S_i – стоимость i-го устройства (i=1,…, n).

Стоимость устройства определяется его техническими параметрами: быстродействием, емкостью, надежностью. Например, стоимость ЦП S_цп связана, в общем случае, с его быстродействием V_цп следующей зависимостью: S_цп = a * V_цп^b, где a и b - коэффициенты пропорциональности и нелинейности соответственно.

Стоимость информационно - программных средств определяется затратами на разработку информационно-программных средств и составляет в современных сетях значительную долю в общей стоимости сети.

Стоимость передачи и стоимость обработкиданных (решения задачи) определяются объемом и стоимостью используемых ресурсов СВ соответственно при передаче и обработке данных.

 

 

Локальные характеристики СВ

 

В качестве локальных характеристик СВ могут использоваться в зависимости от целей исследования самые разнообразные показатели эффективности.

Локальные характеристики описывают эффективность функционирования:

- узлов и каналов связи;

- узлов обработки данных: ВС и ее отдельных устройств (ЦП, ВУ и т.д.);

- отдельных сегментов сети или частей ВС, например подсистемы ввода-вывода, ядра ВС (ЦП+ОП) и т.п.;

- сети в целом.

Эти характеристики могут быть разбиты на две группы: временные, отражающие временные аспекты функционирования системы, и безразмерные.

К временным характеристикам относятся:

- время ожидания передачи данных в узлах сети (пред каналом связи);

- время доставки (задержки) сообщения при передаче между двумя соседними узлами сети;

- время ожидания освобождения ресурсов ВС (сервера);

- время пребывания данных в различных узлах, устройствах или подсистемах.

К безразмерным характеристикам относятся:

- коэффициенты загрузок узлов, каналов связи и устройств ВС;

- число сообщений (запросов), находящихся в состоянии ожидания;

- общее число сообщений (запросов), находящихся в узлах связи, в ВС или сети.

Коэффициент загрузки или просто загрузка r  устройства - это доля времени, в течение которого устройство работает: r = t / T, где t - время, в течение которого устройство работало; T – время работы системы. Загрузка r характеризует степень использования устройства и часто называется коэффициентом использования устройства. Поскольку 0 < r < 1, то загрузка может трактоваться как вероятность того, что в любой момент времени устройство работает. Величина h = 1 - r называется коэффициентом простоя устройства и характеризует долю времени, в течение которого устройство не работает (простаивает).