технологиятестированиедиагностика и управлениерешениявитрина

Краткая методика использования пакета FTest 3.x

Общие принципы использования пакета FTest 3.X

Выполнение стрессового теста "FTest by steps" в режиме калибровки с нагрузкой только на сеть

Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть

Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой на сеть и сервер

Выполнение стрессового теста "FTest by steps" (нормальный режим) с нагрузкой только на сеть

Общие принципы использования пакета FTest 3.X

Пакет FTest 3.x - это набор тестов (тестовых приложений), которые измеряют скоростные и нагрузочные характеристики сети. Скоростные характеристики сети - это скорость выполнения Агентами файловых операций с тестовым сервером. Нагрузочные характеристики сети - это производительность, достигнутая Агентами при выполнении файловых операций с тестовым сервером. Агенты входящие в состав пакета FTest 3.x выполняют стрессовые тестовые приложения Стрессовое тестовое приложение - это относительно короткая по времени генерация трафика в сеть с одновременным измерением скоростных и нагрузочных характеристик сети.

Общий принцип использования стрессовых тестов заключается в том, что стрессовые тесты должны выполнятся на "свободной" сети (когда в сети нет работающих пользовательских приложений).

Существует много различных применений стрессовых тестов пакета FTest 3.x. Это оценка качества сети и запаса производительности сети, измерение производительности активного сетевого оборудования, сравнение эффективности различных сетевых архитектур и много других применений. Однако основное назначение стрессовых тестов пакета FTest 3.x мы видим в локализации дефектов и узких мест в локальных сетях. Поэтому именно этой тематике посвящен данный раздел нашего сервера.

Методика локализации дефектов и узких мест с помощью пакета FTest 3.x основана на двух основных принципах:

-

Зная, с какой скоростью должны выполняться файловые операции, и измеряя скорость, с которой они реально выполняются, можно локализовать дефекты и узкие места сети. Информацию о том, с какой скоростью должны выполняться файловые операции именно в вашей сети, можно получить при тестировании сетей с похожей архитектурой. (см. раздел "База знаний")

-

При отсутствии предварительной информации о скорости выполнения файловых операций в вашей сети, об отсутствии дефектов и узких мест можно судить по двум признакам. Измеренные значения скорости и производительности должны соответствовать "теоретическим" значениям для данного типа сети. Агенты с одинаковой конфигурацией компьютеров должны выполнять файловые операции с одинаковой скоростью и производительностью.

Как следует из этих принципов, в качестве основного критерия качества работы сети используется скорость выполнения каждой рабочей станцией сети файловых операций. Аргументацию того, почему выбран именно такой критерий, вы можете найти в статье "Лучше один раз измерить, чем сто раз гадать", LAN #7-8, 1999.

В состав пакета FTest 3.x входит несколько тестов. Каждый тест по-разному воздействует на сеть и, таким образом, диагностирует различные компоненты сети. С точки зрения методики локализации дефектов и узких мест сети не безразлично, в какой последовательности выполняются тесты. Ниже приведена рекомендуемая последовательность выполнения стрессовых тестов, которая подойдет для большинства случаев.

1.	Выполнение стрессового теста "FTest by steps" в режиме калибровки с нагрузкой только на сеть.
2.	Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть.
3.	Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой на сеть и сервер.
4.	(Опционально.) Выполнение стрессового теста "FTest by steps" (нормальный режим) с нагрузкой только на сеть.

Так же как "Все счастливые семьи счастливы одинаково, а каждая несчастливая семья несчастлива по-своему", так и все исправные сети исправны одинаково, но каждая неисправная сеть может иметь самые разные дефекты. Описать все возможные дефекты сетей не представляется возможным и не имеет особого смысла. При проведении диагностики сети важно выявить стабильно неадекватную реакцию сети на воздействия тестовых приложений. Если неадекватную реакцию сети можно воспроизвести, значит можно определить и ее причину и, тем самым, локализовать дефект или узкое место сети. Это важнейший методический прием, о котором всегда следует помнить при проведении диагностики сетей.

Чтобы определить неадекватность работы сети, надо знать, а что такое адекватная реакция сети на воздействия тестовых приложений. Ниже мы кратко рассмотрим, на что следует обращать внимание при выполнении каждого из перечисленных выше стрессовых тестовых приложений.

Выполнение стрессового теста "FTest by steps" в режиме калибровки с нагрузкой только на сеть

Обычно стрессовое тестирование сети целесообразно начинать именно с режима калибровки. В этом режиме все S-Агенты по очереди выполняют одни и те же файловые операции, с одним и тем же тестовым сервером, с одной и той же интенсивностью. Слова "с нагрузкой только на сеть" означают, что параметры теста должны иметь такие значения, чтобы производительность дисковой системы тестового сервера в ходе выполнения теста не оказывала существенного влияние на измеряемые скоростные характеристики сети.

Цель выполнения этого теста - локализовать те дефекты сети, которые не являются следствием взаимного влияния одних рабочих станций на другие. Другими словами, те дефекты сети, которые проявляются при работе станций с сервером по очереди. Это могут быть дефекты активного и/или пассивного сетевого оборудования, дефекты в системном программном обеспечении рабочих станций или сервера, не оптимальные для конкретной архитектуры сети параметры настройки активного сетевого оборудования или программного обеспечения и т.п.

Параметры теста.

Предлагаемая нагрузка. Этот параметр целесообразно задавать таким, чтобы интенсивность, с которой каждый S-Агент будет стараться генерировать трафик, превышала бы теоретическую пропускную способность коллизионного домена/сегмента сети, в котором S-Агент расположен. Значение, равное 10000 Кбайт/с подойдет для большинства случаев.

-	Доля операций чтения. В данном тесте рекомендуется 50%.
-	Размер файла. 64К - подойдет для большинства случаев.
-	Размер записи. Рекомендуется 8192 Байт.
-	Разделяемый файл. Рекомендуется - "Нет".
-	CRC - "Нет".
-	Остальные параметры следует задавать в соответствии с общей логикой работы теста.

На что следует обратить внимание.

1.	Для каждого S-Агента средняя скорость выполнения файловых операций не должна быть существенно меньше теоретической пропускной способности коллизионного домена/сегмента сети, в котором S-Агент расположен. В большинстве случаев для сетей Ethernet, Half Duplex, это значение должно быть в диапазоне 800Кбайт/с -1150 Кбайт/с.
2.	Для каждого S-Агента, измеряемые значения скорости выполнения операций чтения, скорости выполнения операций записи, и значения производительности, должны быть прямо пропорциональны значению индекса производительности компьютера Агента, и производительности его сетевой карты.
3.	Для каждого S-Агента скорость выполнения операций чтения не должна существенно отличаться от скорости выполнения операций записи. Как правило, скорость выполнения операций чтения несколько выше (на 5%-10%), чем скорость выполнения операций записи.
4.	Утилизация канала связи (порта коммутатора), измеряемая в процессе работы каждого S-Агента анализатором сетевых протоколов или SNMP консолью не должна существенно отличаться от измеряемых каждым S-Агентом значений производительности. Как правило, утилизация канала связи должна быть на 5%-10% выше, чем измеряемое значение производительности.
5.	Число ошибок канального уровня, измеренное в процессе работы каждого S-Агента анализатором сетевых протоколов или SNMP-консолью должно быть равно нулю.

		Рисунок 1. Результат стрессового теста "FTest by steps" в режиме калибровки с нагрузкой только на сеть.

На рисунке 1 приведен пример результатов работы стрессового теста "FTest by steps" в режиме калибровки. Как видно из рисунка, скорость выполнения операций чтения и производительность S-Агента "PS12-7" очень низки. После замены на этом Агенте старой версии драйвера сетевой карты на новую, скорость работы Агента нормализовалась.

Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть

Этот тест целесообразно выполнять только после того, как реакция всех S-Агентов в ходе выполнения теста "FTest by steps" в режиме калибровки была признана адекватной.

В процессе выполнения теста "FTest all stations" все S-Агенты одновременно выполняют одни и те же файловые операции, с одним и тем же тестовым сервером, постепенно наращивая их интенсивность. Цель выполнения теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть обычно заключается в следующем:

-	Локализация дефектов, которые являются следствием высокой нагрузки в сети или следствием взаимного влияния одних рабочих станций на другие. Это могут быть дефекты активного сетевого оборудования, дефекты в системном программном обеспечении рабочих станций или сервера, не оптимальные для конкретной архитектуры сети параметры настройки активного сетевого оборудования или программного обеспечения и т.п.
-	Локализация узких мест сети (без учета дисковой системы сервера).
-	Измерение общей производительности сети (без учета дисковой системы сервера).

Исключение из рассмотрения дисковой системы сервера позволяет на данном этапе диагностики сети основное внимание уделить вопросам локализации дефектов и узких мест в рабочих станциях сети и активном сетевом оборудовании. Диагностику сервера и оценку влияния производительности дисковой системы сервера на общую производительность сети целесообразно проводить на последующих этапах диагностики.

Параметры теста.

-	Минимальная предлагаемая нагрузка; максимальная предлагаемая нагрузка, число шагов. Все эти параметры взаимосвязаны и их задаваемые значения зависят от архитектуры сети. Логика задания этих параметров должна заключаться в следующем. На первом шаге теста общая загрузка сети не должна превышать 10% от теоретической пропускной способности сети. На последнем шаге теста общая нагрузка на сеть должна составлять 150%-200% от теоретической пропускной способности сети. Не менее трех последних шагов теста должно соответствовать нагрузке на сеть, превышающей 100% от теоретической пропускной способности сети. По крайней мере, один из шагов теста должен создавать нагрузку на сеть, которая соответствует 30%-40% от теоретической пропускной способности сети.
-	Доля операций чтения. В данном тесте рекомендуется 50%.
-	Размер файла. 64К - подойдет для большинства случаев.
-	Размер записи. Рекомендуется не более 8192 Байт.
-	Разделяемый файл. Рекомендуется - "Нет".
-	CRC - "Нет".

Остальные параметры следует задавать в соответствии с общей логикой работы теста.

На что следует обратить внимание.

Анализируя график изменения скорости выполнения файловых операций от предлагаемой на сеть нагрузки (смотри рис. 2 и рис. 3), часто можно заметить следующую закономерность. При низких значениях предлагаемой нагрузки на сеть (на рис. 2 - это первые три шага теста), разброс значений скоростей у разных S-Агентов велик. С увеличением предлагаемой нагрузки, разброс в значениях скоростей начинает уменьшаться. Однако пока предлагаемая нагрузка низкая, значения скоростей могут "прыгать". При некотором значении предлагаемой нагрузки (назовем его "L1") значения всех скоростей достигают своего максимального значения и при всех значениях предлагаемой нагрузки, которые больше чем "L1" скорость всех S-Агентов только уменьшается. (На рис. 2,3 "L1" соответствует значению предлагаемой нагрузки, равному 522 Кбайт/с.) Уменьшение скорости происходит до того момента, когда при некотором значении предлагаемой нагрузки (назовем его "L2"), скорость всех S-Агентов стабилизируется на некотором постоянном, минимальном значении. (На рис.2,3 "L2" соответствует значению предлагаемой нагрузки, равному 1366 Кбайт/с.)

Таким образом, в графике изменения скорости выполнения файловых операций от предлагаемой на сеть нагрузки можно выделить три фазы.

-	Фаза N1, в течение которой значения скоростей "прыгают". На рис.2,3 этой фазе соответствует диапазон предлагаемых нагрузок от 100 Кбайт/с до 522 Кбайт/с.
-	Фаза N2, в течение которой значения скоростей плавно уменьшаются от своего максимального значения до своего минимального значения. На рис.2,3 этой фазе соответствует диапазон предлагаемых нагрузок от 522 Кбайт/с до 1366 Кбайт/с.
-	Фаза N3, в течение которой значения скоростей стабилизированы на минимальном значении. На рис.2,3 этой фазе соответствует диапазон предлагаемых нагрузок от 1366 Кбайт/с до 2000 Кбайт/с.

Большой разброс скоростей в фазе N1 объясняется следующими причинами. При низкой предлагаемой на сеть нагрузке производительность канала связи не оказывает существенного влияния на значения скоростей, т.к. он еще не загружен. Однако сетевые операционные системы имеют следующую особенность. Чем ниже интенсивность запросов (предлагаемая нагрузка), тем меньше ресурсов сетевая операционная система сервера выделяет для обслуживания этих запросов. Этим объясняется, во-первых, большой разброс значений скоростей у разных S-Агентов, и то, что скорости могут "прыгать". При этом для некоторых S-Агентов в фазе N1 можно наблюдать рост значений скорости с увеличением предлагаемой нагрузки, а для некоторых снижение скорости. Однако усредненное значение скорости по всем Агентам, как правило, растет (Как видно из рис. 3 от средняя скорость выполнения операций чтения на первых трех шагах теста растет с 154.7 Кбайт/с до 381 Кбайт/с).

Значение предлагаемой нагрузки, равное "L1", соответствует такой интенсивности запросов, при которой сетевая операционная система уже выделяет достаточно ресурсов, но канал связи еще не настолько загружен, чтобы оказывать существенное влияние на скорость выполнения файловых операций. Этим объясняется максимальное значение усредненной по всем Агентам скорости на последнем шаге фазы N1 (Как видно из рис. 3 максимальное значение усредненной скорости достигается при значении предлагаемой нагрузки, равном 522 Кбайт/с). В этой связи интересно, какое значение производительности сети, и какое значение утилизации канала связи соответствует максимальному значению усредненной скорости. Очевидно, что значение утилизации канала связи в этой точке не должно быть выше рекомендуемого для конкретного типа сети. Например, для сети Ethernet на основе разделяемого канала связи, рекомендуемое значение 35%-40%. Из рис. 3 видно, что 522 Кбайт/с предлагаемой нагрузки, соответствует производительность, равная 713 Кбайт/с. Учитывая, что тестировалась сеть, состоящая из одного коллизионного домена, это соответствует более чем 60% утилизации канала связи сети. Это позволяет сделать вывод, что сервер и канал связи плохо сбалансированы друг с другом по производительности.

Снижение скоростей в фазе N2 объясняется тем, что производительность канала связи начинает ограничивать скорость выполнения файловых операций. Чем больше предлагаемая нагрузка, тем ниже усредненное значение скорости. Значение предлагаемой нагрузки, равное "L2", соответствует максимальной производительности тестируемой сети. Таким образом можно измерить, какова максимальная производительность тестируемой сети. Если производительность компьютеров не хуже производительности канала связи сети, то утилизация канала связи в точке "L2" должна быть ~100%. (Как видно из рис.3, максимальная производительность тестируемой сети равна 1048 Кбайт/с, что соответствует близкой к 100% утилизации канала связи сети Ethernet.)

Фаза N3 соответствует нагрузке, при которой канал связи или сервер полностью загружены, поэтому значение скоростей постоянно и минимально.

При тестировании коммутируемых сетей, значения скоростей могут оставаться постоянными в течение всего теста. Это объясняется фиксированной полосой пропускания, которую имеет каждый S-Агент в коммутируемой сети.

При анализе результатов теста "FTest all stations" следует обязательно учитывать архитектуру сети. Коммутируемая сеть будет вести себя отлично от сети, построенной на основе разделяемого канала связи. Поэтому основное правило заключается в следующем. Все S-Агенты, которые находятся в одинаковых условиях и имеют идентичную конфигурацию компьютера должны работать приблизительно одинаково. Не должно быть S-Агентов, которые без особых на то оснований работают быстрее или медленнее, чем другие. Однако, существует еще несколько моментов, на которые следует обратить внимание.

1.	В независимости от нагрузки в сети не должно быть S-Агентов, скорость которых близка к нулю или которые в ходе теста отключаются от сервера.
2.	Значение производительности, соответствующее предлагаемой нагрузке "L2" не должно быть существенно меньше теоретической пропускной способности сети.
3.	Число ошибок канального уровня, измеряемое в ходе теста анализатором сетевых протоколов или SNMP-консолью, не должно увеличиваться с ростом предлагаемой нагрузки и должно быть близко к нулю. (Именно ошибок, а не коллизий).

		Рисунок 2. Зависимость скорости выполнения операций чтения S-Агентами от предлагаемой нагрузки в сети Ethernet, построенной на основе разделяемого канала связи.
		Рисунок 3. Зависимость усредненной по всем S-Агентам скорости выполнения файловых операций и производительности сети от предлагаемой нагрузки в сети Ethernet, построенной на основе разделяемого канала связи.

Выполнение стрессового теста "FTest all stations" с нагрузкой на сеть и сервер

Данный тест целесообразно выполнять только после того, как в ходе выполнения теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть работа всех S-Агентов была признана адекватной.

В процессе выполнения теста "FTest all stations" все S-Агенты одновременно выполняют одни и те же файловые операции, с одним и тем же тестовым сервером, постепенно наращивая их интенсивность. Единственное отличие данного теста от предыдущего заключается в том, что в данном тесте производительность дисковой системы сервера будет оказывать существенное влияние на скоростные характеристики S-Агентов.

Цель выполнения теста "FTest all stations" с нагрузкой на сеть и сервер обычно заключается в следующем:

-	Определение того, в какой степени производительность дисковой системы сервера сбалансирована с производительностью остальных компонент сети.
-	Локализация дефектов и узких мест на сервере, следствием которых может быть отключение рабочих станций от сервера или крах операционной системы сервера.

Параметры теста.

Методика задания параметров в данном тесте практически полностью соответствует методике задания параметров в тесте "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть. Более того, все параметры, за исключением параметра "Размер файла", мы рекомендуем задавать такими же, как и в тесте "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть. Параметр "Размер файла" следует задавать таким, чтобы его значение, как минимум, в 2-3 раза превышало размер ОЗУ на сервере.

На что следует обратить внимание.

При анализе результатов данного теста можно увидеть, что скорость выполнения файловых операций каждым S-Агентом может "прыгать" во всем диапазоне предлагаемых нагрузок. Более того, при повторном выполнении одного и того же теста скорости выполнения файловых операций одним и тем же S-Агентом могут отличаться друг от друга. Это объясняется, с одной стороны, взаимным влиянием S-Агентов при доступе к диску сервера, и, с другой стороны, принципом работы дисковой системы сервера. Дело в том, что, обрабатывая запросы от рабочих станций, дисковая система сервера оптимизирует число обращений к диску. В результате этого, запросы от рабочих станций обслуживаются не обязательно в том порядке, в каком они поступают на сервер. В одном случае быстрее могут обслуживаться запросы одного S-Агента, в другом случае - другого. По этой причине следует анализировать не скорость выполнения файловых операций, а производительность при выполнении файловых операций.

В данном тесте основной интерес представляет суммарное значение производительности по всем S-Агентам, измеренное на последнем шаге теста. Это значение, как правило, меньше значения производительности, измеренного в ходе выполнения теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть. Величина разницы между этими значениями характеризует степень сбалансированности по производительности дисковой системы сервера, с одной стороны, и остальных компонент сети, с другой стороны. Чем меньше разница, тем лучше сбалансированы эти компоненты.

Говоря о сбалансированности по производительности канала связи и сервера интересно измерить утилизацию канала связи при максимальной нагрузке на сеть. Утилизация канала связи измеряется анализатором сетевых протоколов или SNMP-консолью. Поскольку производительность дисковой системы сервера, как правило, ниже производительности канала связи сети, в данном тесте именно сервер, скорее всего, будет узким местом сети. Чем ближе утилизация канала связи к 100% при максимальном значении предлагаемой нагрузки, тем ближе производительность сервера к производительности канала связи. Чаще всего это значение составляет 50%-60%.

При анализе результатов данного теста следует обратить внимание, также, на следующие моменты.

-	В ходе теста S-Агенты не должны отключаться от сервера.
-	Производительность при выполнении S-Агентами операций записи не должна быть существенно ниже производительности при выполнении операций чтения.
-	Максимальная производительность сети должна быть приблизительно равна "N*U", где N - теоретическая пропускная способность сети, U- утилизация канала связи, выраженная в долях.

Выполнение стрессового теста "FTest by steps" (нормальный режим) с нагрузкой только на сеть

Слова "нормальный режим" означают, что в параметрах теста опция "калибровка" не установлена. В этом случае на каждом следующем шаге теста автоматически добавляется один S-Агент, т.е. число одновременно работающих S-Агентов постепенно увеличивается. Данный тест имеет смысл выполнять только в том случае, если в ходе выполнения теста "FTest all stations" с нагрузкой только на сеть, анализатором протоколов или SNMP-консолью было зафиксировано большое число ошибок передачи данных, в то время как в ходе выполнения теста "FTest by steps" ( режим калибровки) ошибок зафиксировано не было. Такая ситуация свидетельствует о том, что ошибки передачи данных являются следствием взаимного влияния S-Агентов.

Измеряя число ошибок передачи данных в ходе выполнения данного теста можно легко определить, при "вступлении в игру" какого S-Агента в сети начинают появляться ошибки передачи данных.

наверх