Estudio de performance en servicios dedicados Javier Emicuri Claudio Risso.

Estudio de performance Estudio de performance en servicios dedicadosen servicios dedicados

Javier EmicuriJavier Emicuri

Claudio RissoClaudio Risso

Estudio de performance en servicios Estudio de performance en servicios dedicadosdedicados

ObjetivoObjetivo Estudio de una problemática típica en Internet y Estudio de una problemática típica en Internet y

búsqueda de soluciones.búsqueda de soluciones.

EtapasEtapas

Modelado Teórico del caso de estudioModelado Teórico del caso de estudio Simulación en NS2 y búsqueda de solucionesSimulación en NS2 y búsqueda de soluciones Implementación práctica de la solución Implementación práctica de la solución

AgendaAgenda

IntroducciónIntroducción

Simulación Simulación

PruebasPruebas

ConclusionesConclusiones

AgendaAgenda

Introducción Introducción

SimulaciónSimulación

PruebasPruebas


IntroducciónIntroducción Accesos Wan tradicionales:Accesos Wan tradicionales:

Interfaces tipo serial/canalizadas tipo RS232, V35, E1 Interfaces tipo serial/canalizadas tipo RS232, V35, E1 canalizada, etc. canalizada, etc.

Velocidades: Hasta 2Mbps (rara vez superaban los Velocidades: Hasta 2Mbps (rara vez superaban los 128Kbps)128Kbps)

Ejemplo: Acceso discado Ejemplo: Acceso discado

IntroducciónIntroducción Accesos xDSL:Accesos xDSL:

Interfaz tipo ethernet (10Mbps) hacia el usuario. Interfaz tipo ethernet (10Mbps) hacia el usuario. Uplink hasta 128Kbps (Situación típica en Uruguay) Uplink hasta 128Kbps (Situación típica en Uruguay) Gran diferencia entre velocidad de interfaz del usuario y Gran diferencia entre velocidad de interfaz del usuario y

el Uplink comprometidoel Uplink comprometido

Ejemplo: Acceso xDSL Ejemplo: Acceso xDSL

IntroducciónIntroducción Problemática de estudio:Problemática de estudio:

En casos donde el Uplink esta saturado, por ejemplo En casos donde el Uplink esta saturado, por ejemplo con aplicaciones peer to peer con aplicaciones peer to peer grandes retardos en grandes retardos en aplicaciones interactivas. aplicaciones interactivas.

Se estudiará como influye esto y como mejorarlo en:Se estudiará como influye esto y como mejorarlo en:

Acceso con interfaz serial (ej. Discado)Acceso con interfaz serial (ej. Discado)Acceso con interfaz ethernet (ej ADSL).Acceso con interfaz ethernet (ej ADSL).

AgendaAgenda



PruebasPruebas



Modelado del problema:Modelado del problema: Link saturado típicamente en el acceso Link saturado típicamente en el acceso se modela internet se modela internet

como un único puntocomo un único punto Se desprecian tiempo de propagación en los enlaces.Se desprecian tiempo de propagación en los enlaces. Bajo las hipótesis anteriores los casos de estudio se modelan:Bajo las hipótesis anteriores los casos de estudio se modelan:

Modelo Caso Serial:Modelo Caso Serial:

Simulación Simulación Modelo Caso ADSL:Modelo Caso ADSL:

Herramienta de simulación NS2Herramienta de simulación NS2


Pruebas Realizadas a cada uno de los casos:Pruebas Realizadas a cada uno de los casos: Se genera tráfico TCP/FTP (tráfico de carga) saturando el Uplink. Se genera tráfico TCP/FTP (tráfico de carga) saturando el Uplink.

Paquetes TCP de 1000Bytes Paquetes TCP de 1000Bytes Se genera tráfico UDP/CBR, simulando tráfico interactivo. Se genera tráfico UDP/CBR, simulando tráfico interactivo. Paquetes Paquetes

UDP de 64Bytes.UDP de 64Bytes.

Realizamos 13 Test con distinto tráfico UDP. En ranuras de 4s se Realizamos 13 Test con distinto tráfico UDP. En ranuras de 4s se inyecta tráfico CBR según rates y duración detallados a continuación:inyecta tráfico CBR según rates y duración detallados a continuación:

TestTest Duarción (s)Duarción (s) Rate(kbps)Rate(kbps) Bwm(kbps)Bwm(kbps)

11 0.100.10 1616 0.4000.400

22 0.100.10 3232 0.8000.800

33 0.100.10 5050 1.2501.250

44 0.250.25 3232 2.0002.000

55 0.250.25 5050 3.1253.125

66 0.400.40 3232 3.2003.200

TestTest Duarción (s)Duarción (s) Rate(kbps)Rate(kbps) Bwm(kbps)Bwm(kbps)

77 0.500.50 3232 4.0004.000

88 0.400.40 5050 5.0005.000

99 0.500.50 5050 6.2506.250

1010 1.001.00 3232 8.0008.000

1111 0.700.70 5050 8.7508.750

1212 0.800.80 5050 10.00010.000

1313 1.001.00 5050 12.50012.500

Simulación Simulación Caso serial con colas FIFO:Caso serial con colas FIFO:

s1 r164Kbps

DropTail

TestTest SndSnd LossLoss Loss(%)Loss(%) Del(s)Del(s) (del) ((del) (s)s)

11 196196 00 00 2.552.55 0.040.04

22 343343 00 00 2.562.56 0.040.04

33 490490 00 00 2.572.57 0.040.04

44 784784 00 00 2.602.60 0.050.05

55 12251225 00 00 2.632.63 0.070.07

66 12551255 00 00 2.642.64 0.070.07

77 15681568 1414 0.890.89 2.052.05 0.440.44

88 19601960 490490 2525 2.652.65 0.080.08

99 24012401 242242 10.0710.07 0.900.90 0.360.36

1010 30873087 598598 19.3719.37 0.900.90 0.560.56

1111 33813381 664664 19.6419.64 0.630.63 0.460.46

1212 38713871 885885 22.8622.86 0.900.90 0.560.56

1313 48024802 12291229 25.5925.59 0.530.53 0.490.49

Resultados tráfico UDP:Resultados tráfico UDP:

Simulación Simulación Caso ethernet con colas FIFO:Caso ethernet con colas FIFO:


11 196196 00 00 2.552.55 0.040.04

22 343343 00 00 2.562.56 0.040.04

33 490490 00 00 2.572.57 0.040.04

44 784784 00 00 2.602.60 0.050.05

55 12251225 00 00 2.632.63 0.070.07

66 12551255 00 00 2.642.64 0.070.07

77 15681568 9898 6.256.25 2.652.65 0.780.78

88 19601960 490490 2525 2.652.65 0.080.08

99 24012401 292292 12.1612.16 0.990.99 0.540.54

1010 30873087 483483 15.6515.65 0.800.80 0.570.57

1111 33813381 759759 22.4522.45 0.690.69 0.490.49

1212 38713871 926926 23.9223.92 0.800.80 0.570.57

1313 48024802 12061206 25.1125.11 0.580.58 0.480.48

s1 r110Mbps

DropTailr2

DropTail

64Kbps



Evaluación de resultados:Evaluación de resultados:

Desempeño similar, serial ligeramente mejores. Pérdidas 16.252% y Desempeño similar, serial ligeramente mejores. Pérdidas 16.252% y 16.772% - delays medios 1.29s y 1.325s16.772% - delays medios 1.29s y 1.325s

Pérdidas severas a partir de 4 Kbps de tráfico UDP.Pérdidas severas a partir de 4 Kbps de tráfico UDP. En velocidades hasta 4 kbps de tráfico UDP el delay medio 2.6114s y En velocidades hasta 4 kbps de tráfico UDP el delay medio 2.6114s y

jitter medio 60ms en ambos casosjitter medio 60ms en ambos casos No es aceptable para tráfico de voz y muy malo para browser. Un No es aceptable para tráfico de voz y muy malo para browser. Un

usuario accediendo a una pag. Web usuario accediendo a una pag. Web conexión TCP con aprox. 50 gets conexión TCP con aprox. 50 gets 50*2.6114s = 130s solo en gets, restando tiempos de descargas, 50*2.6114s = 130s solo en gets, restando tiempos de descargas, delays de ack, etcdelays de ack, etc

Solución propuesta: priorización de tráficoSolución propuesta: priorización de tráfico

Simulación Simulación Caso serial con cola CBQ:Caso serial con cola CBQ:

s1 r164Kbps

CBQ


11 196196 00 00 0.070.07 0.040.04

22 343343 00 00 0.070.07 0.040.04

33 490490 00 00 0.070.07 0.040.04

44 784784 00 00 0.070.07 0.040.04

55 12251225 00 00 0.070.07 0.040.04

66 12551255 00 00 0.070.07 0.040.04

77 15681568 00 00 0.070.07 0.040.04

88 19601960 00 00 0.070.07 0.040.04

99 24012401 00 00 0.070.07 0.040.04

1010 30873087 00 00 0.070.07 0.040.04

1111 33813381 00 00 0.070.07 0.040.04

1212 38713871 00 00 0.070.07 0.040.04

1313 48024802 00 00 0.070.07 0.040.04


Simulación Simulación Caso ethernet con cola CBQ:Caso ethernet con cola CBQ:


11 196196 00 00 2.552.55 0.040.04

22 343343 00 00 2.562.56 0.040.04

33 490490 00 00 2.572.57 0.040.04

44 784784 9898 12.512.5 2.602.60 0.050.05

55 12251225 00 00 2.652.65 0.070.07

66 12551255 00 00 2.642.64 0.070.07

77 15681568 9898 6.256.25 2.652.65 0.080.08

88 19601960 490490 2525 2.652.65 0.080.08

99 24012401 292292 12.1612.16 0.990.99 0.540.54

1010 30873087 483483 15.6515.65 0.800.80 0.570.57

1111 33813381 775775 22.9222.92 0.710.71 0.490.49

1212 38713871 926926 23.9223.92 0.800.80 0.570.57

1313 48024802 12061206 25.1125.11 0.580.58 0.480.48

s1 r110Mbps

CBQr2

DropTail

64Kbps



Evaluación de resultados:Evaluación de resultados:

Grandes mejoras en el caso serial: no hay perdidas, delay Grandes mejoras en el caso serial: no hay perdidas, delay medio paso de 2.6114s a 70ms medio paso de 2.6114s a 70ms desempeño sensiblemente desempeño sensiblemente mejor en aplicaciones interactivasmejor en aplicaciones interactivas

Resultados similares para el caso ethernet ¿por que?. Se Resultados similares para el caso ethernet ¿por que?. Se priorizó en el enlace ethernet pero el cuello de botella esta en priorizó en el enlace ethernet pero el cuello de botella esta en la cola sin controlar (salida del modem).la cola sin controlar (salida del modem).

Solución propuesta: Realizar shaping del tráfico Solución propuesta: Realizar shaping del tráfico eliminar cola eliminar cola sin control.sin control.

Obs: No se logró con CBQ realizar shaping del tráfico Obs: No se logró con CBQ realizar shaping del tráfico se se utilizó HTB para las pruebas. utilizó HTB para las pruebas.

AgendaAgenda



PruebasPruebas


Pruebas Pruebas Plataforma de prueba:Plataforma de prueba:

Hardware: Hardware: PC Petium III 550 Mhz – 256Mb ramPC Petium III 550 Mhz – 256Mb ramModem ADSLModem ADSL

Servicio ADSL: Servicio ADSL: Downlink 256Kbps- Uplink 64KbpsDownlink 256Kbps- Uplink 64Kbps

Sistema operativo: Sistema operativo: Linux Red Hat 8.0Linux Red Hat 8.0Kernel 2.4.20Kernel 2.4.20Iproute2 rel 991023Iproute2 rel 991023Iptables v1.2.6aIptables v1.2.6a

Metodología:Metodología: FTP – put a una máquina en InternetFTP – put a una máquina en Internet Se navega en distintas páginas Web’s y se registran los tiempos Se navega en distintas páginas Web’s y se registran los tiempos

con y sin ADSL-SHAPERcon y sin ADSL-SHAPER

Pruebas Pruebas ADSL-SHAPER (Bash Script):ADSL-SHAPER (Bash Script):

Configura la interface PPP0 para limitar el Uplink y prioriza Configura la interface PPP0 para limitar el Uplink y prioriza tráfico. tráfico.

Hace shaping del Uprate a 48KbpsHace shaping del Uprate a 48Kbps Define 2 clases de servicio: Define 2 clases de servicio:

Premium class:Premium class: Prioridad = 1Prioridad = 1 Se le garantiza el 70% del Uplink como mínimo de ser Se le garantiza el 70% del Uplink como mínimo de ser

necesarionecesario Pertenecen a esta clase:Pertenecen a esta clase:

Tráfico ICMPTráfico ICMPTráfico UDPTráfico UDPTráfico HTTPTráfico HTTPTráfico SSHTráfico SSHTráfico TELNETTráfico TELNET

Default class:Default class: Prioridad = 2Prioridad = 2 Se le garantiza el 30% del Uplink como mínimo de ser Se le garantiza el 30% del Uplink como mínimo de ser

necesarionecesario Pertenecen a esta clase los paquetes que no son premiumPertenecen a esta clase los paquetes que no son premium

Pruebas Pruebas Resultados obtenidos:Resultados obtenidos:

SitioSitio Nº GetsNº Gets t t sshssh t t cshcsh t t scsc

www.google.comwww.google.com 55 20’’20’’ 10’’10’’ 4’’4’’

www.fing.edu.uywww.fing.edu.uy 44 39’’39’’ 13’’13’’ 7’’7’’

www.espectador.comwww.espectador.com 165165 14’30’’14’30’’ 3’55’’3’55’’ 1’1’

www.antel.com.uywww.antel.com.uy 5050 2’37’’2’37’’ 40’’40’’ 21’’21’’

www.anteldata.com.uywww.anteldata.com.uy 5151 2’24’’2’24’’ 35’’35’’ 18’’18’’

www.rau.edu.uywww.rau.edu.uy 2929 1’45’’1’45’’ 23’’23’’ 10’’10’’

www.ibm.comwww.ibm.com 3030 1’55’’1’55’’ 30’’30’’ 11’’11’’

www.sun.comwww.sun.com 1515 1’15’’1’15’’ 12’’12’’ 6’’6’’

www.elpais.com.uywww.elpais.com.uy 6464 4’45’’4’45’’ 45’’45’’ 21’’21’’

www.terra.comwww.terra.com 7777 10’30’’10’30’’ 1’30’’1’30’’ 25’’25’’

www.observa.com.uywww.observa.com.uy 112112 10’25’’10’25’’ 50’’50’’ 25’’25’’

www.redhat.comwww.redhat.com 2727 3’10’’3’10’’ 20’’20’’ 9’’9’’

AgendaAgenda



PruebasPruebas


Conclusiones Conclusiones Priorizar en colas de salida no garantiza mejoras de Priorizar en colas de salida no garantiza mejoras de performance (caso interfaces de alta velocidad). performance (caso interfaces de alta velocidad).

Son Son necesariosnecesarios mecanismos de shaping para eliminar colas mecanismos de shaping para eliminar colas sin control.sin control.

Si hay control de la cola crítica alcanza con priorizar, no es Si hay control de la cola crítica alcanza con priorizar, no es necesario realizar shaping.necesario realizar shaping.

Problema fruto de la interface no la tecnología con modems Problema fruto de la interface no la tecnología con modems ADSL PCI el problema no se presenta (otros problemas ADSL PCI el problema no se presenta (otros problemas operativos)operativos)

Se debe entonces resignar ancho de banda Se debe entonces resignar ancho de banda performa performa mejor una interface que se adapte al ancho de banda real.mejor una interface que se adapte al ancho de banda real.

Es posible limitar el tráfico entrante en forma indirecta Es posible limitar el tráfico entrante en forma indirecta descartando paquetes de tráfico TCP recibidos.descartando paquetes de tráfico TCP recibidos.

Javier EmicuriJavier Emicuri

Claudio RissoClaudio Risso

Estudio de performance en servicios dedicados Javier Emicuri Claudio Risso.

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