Aspecte de performanta in retelele de calculatoare

      Construirea unei retele nu este un lucru prea dificil. O data ce avem calculatoarele, ne mai trebuie placile de retea, cablurile, concentratoarele de retea (hub sau switch) - asta pe partea de hardware; si un protocol de retea - pe partea de software.

      Dupa ce reteaua a fost realizata ii facem primele teste si observam ca functioneaza, adica putem face un transfer de fisiere de pe un calculator pe altul. Problemele incep sa apara mai tirziu.

      Aplicatiile de retea se dezvolta continuu. Apar unele noi, care ne ofere servicii aproape nebanuite (ca ar putea fi realizate intr-o retea de calculatoare). Cele vechi se imbunatatesc, oferind interfete mai atragatoare si noi facilitati. Oricum, aproape toate aplicatiile se dezvolta urmind tendinta de a creste traficul in retea. Din acest motiv, vom observa la un moment dat, ca reteaua noastra nu va mai functiona asa cum ne-am dori, aplicatiile utilizate avind anumite "poticniri". Incepind din acest punct ne vom pune si problema performantei retelei. Si acest lucru incepe cu alegerea protocolului de retea.

      In momentul actual, la noi in tara, in majoritatea retelelor, ruleaza sistemul de operare Windows (NT, 9X, 2000 sau XP). De aceea vom face o scurta prezentare a protocoalelor specifice acestui sistem. Cele mai utilizate protocoale sunt:

  1. NetBEUI
  2. IPX/SPX
  3. TCP/IP
Alegerea protocolului:
  1. NetBEUI

          NetBEUI - NetBIOS Extended User Interface (interfata utilizator extinsa NetBIOS). Denumirea NetBIOS provine de la Network Basic Input/Output System (sistem de intrare/iesire de baza al retelei). Mai exact NetBEUI este o implementare a protocolului de transport NetBIOS Frame (NBF) - dezvoltat in anii 1980 de IBM pentru sistemul de operare OS/2. El nu a fost proiectat pentru a fi utilizat in retele de arie mare, cu multi utilizatori. Mai tirziu, NetBEUI, a fost proiectat pentru retele de la 2 la 200 de calculatoare. Acest protocol nu este routabil intre retelele locale, deci nu poate fi folosit decit in retele locale de arie mica. Cu toate acestea este cel mai rapid protocol dintre protocoalele de transport utilizate in retelele locale de mica dimensiune.

          Dintre avantajele acestui protocol putem aminti:

    • posibilitatea efectuarii de 254 de sesiuni simultane
    • usor de implementat
    • protectie buna la erori
    • ofera caracteristici de auto-ajustare
    • overhead al memoriei mic

          Dintre dezavantaje putem aminti:

    • nu ofera suport multi-platforma (numai retele bazate pe sisteme MicroSoft)
    • exista putine echipamente si posibilitati de diagnosticare a posibilelor probleme

  2. IPX/SPX

          Protocolul IPX/SPX este specific sistemului Novell NetWare. Microsoft a dezvoltat o implementare a acestui protocol (inclus in kit-urile Windows) si care poarta denumirea de NWLink.

          Initial, IPX a fost inclus in sistemele Windows pentru a permite interconactarea cu serverele Novell NetWare. In acest mod se pot proiecta retele mixte Novell-MicroSoft, in care putem beneficia de avantajele care le aduce fiecare sistem in parte. De exemplu, putem realiza o autentificare mult mai buna si un control mult mai restrictiv al utilizatorilor in retea, folosind autentificarea sistemului Novell, stiut fiind ca retelele (peer-to-peer) bazate pe Win9X sunt deficitare in acest sens.

          Acest protocol este foarte stabil si "linistit". El este calea de mijloc intre un protocol simplu, ne-routabil (NetBEUI) si unul complex, routabil (TCP/IP).

    Avantaje:

    • instalare usoara
    • suport pentru routare intre retele
    Dezavantaje:
    • lipsa unui sistematizari centralizate a subretelelor componente
    • mai lent fata de NetBEUI
    • nu soporta protocoale standard de gestionare a retelei

  3. TCP/IP

          Am descris amanuntit acest protocol (sau mai bine zis, suita de protocoale TCP/IP) in articolul din numarul 20 al revistei.

          Initial, acest protocol a fost dezvoltat pe sistemele UNIX. Datorita amplorii pe care a luat-o Internet-ul (in special datorita unor noi servicii foarte atragatoare dezvoltate cu ajutorul unor protocoale care folosesc TCP/IP drept protocol de transport), TCP/IP este pe departe cel mai utilizat protocol de transport pentru toate tipurile de sisteme de operare.

    Avantaje:

    • facilitati importante pentru functia de routare intre subretele
    • dezvoltat pe toate sistemele de operare
    • alocarea unor domenii centralizate: ceea ce permite administrarea usoara a foarte multe subretele
    Dezavantaje:
    • costuri mari si efort pentru inregistrarea unor noi domenii - dezavantaj ce rezulta din alocarea centralizata de domenii
    • dificil de instalat si configurat
    • overhead de dimensiune mare din cauza facilitatilor de routare si de corectie
    • viteza mai mica fata de IPX si NetBEUI

          TCP/IP este recomandat in cazul retelelor foarte mari, care necesita o impartire in subretele. Este cel mai lent protocol dar ofera cea mai eficienta corectie de erori comparativ cu alte protocoale de transport.

Alocarea resurselor

      Am putea face o comparatie cu o retea de drumuri. Atunci cind pe un anumit sector de drum trec masini "cind si cind" nu ne punem problema unei dirijari a traficului. Insa pe o retea aglomerata (cum ar fi centrul Bucuresti-ului) fara o dirijare corespunzatoare… ce ne-am face….?

      Atunci cind traficul dintr-o retea de calculatoare este mic, alocarea resurselor nu este o problema. Insa, odata cu cresterea traficului, se impune o gestionare carespunzatoare a resurselor. In principal, exista 2 resurse care trebuie partajate intre sistemele care sunt active, la un moment dat, intr-o retea.

  1. largimea de banda disponibila - data de suportul de transmisie: cablu UTP, torsadat, fibra optica, etc..
  2. spatiul de memorare existent in bufferele comutatoarelor (unde pachetele sunt stocate pina la transmiterea lor catre sistemul sau concentratorul destinatie). Daca 2 sau mai multe pachete, sosite intr-un concentrator, trebuie transmise simultan, pe acelasi port de iesire, ele trebuie stocate mai intii intr-un buffer intern si trimise pe rind, altfel s-ar produce coliziuni.

      Daca numarul pachetelor dintr-un buffer creste peste capacitatea sa de memorare, apare pericolul umplerii acestuia, ceea ce va atrage dupa sine pierderea unor pachete prin suprascrierea lor. In cazul in care apare fenomenul de suprascriere, in bufferele concentratoarelor, spunem ca reteaua a ajuns in stare de congestie.

      Putem clasifica mecanismele de alocare a resurselor in 2 mari categorii:

  1. mecanisme preventive - aloca resursele pe baza unei planificari a utilizarii suportului de transmisie de catre circuitele virtuale. Acest tip de alocare este foarte dificil de implementat din cauza multitudinii de legaturi dintre diversele concentratoare din retea, precum si a faptului ca ele pot fi distribuite oriunde in retea.
  2. mecanisme reactive - principiul de baza al acestora este sa lase emitatoarele din retea sa transmita oricit si sa intervina doar in cazul in care apare o congestie. Marele dezavantaj al acestui mecanism este pierderea unei cantitati de informatii intre momentul detectarii congestiei si momentul cind s-a obtinut diminuarea debitului surselor de trafic care genereaza congestia.