Протоколы сетевого управления Прокси-серверы Оценка эффективности локальной сети Производительность рабочих станций и серверов ЛВС Кабельные системы для локальных сетей

Курс лекций по информатике. Локальные и глобальные сети

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РАБОЧИХ СТАНЦИЙ И СЕРВЕРОВ ЛВС.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Традиционно мощность высокопроизводительных вычислитель ных систем оценивали числом MIPS (миллион инструкций в секун ду при работе с целыми числами) и числом MFLOPS (миллион инструкций в секунду при работе с вещественными числами).

В значительной степени это было связано с тем, что компью тер отождествляется с центральным процессором, основной и по нятной характеристикой которого было быстродействие, т. е. чис ло операций, выполняемых в единицу времени. С появлением но вых архитектур, отбирающих у процессора его монопольное пра во по своему усмотрению распоряжаться всей вычислительной си стемой, старые методики оценки перестали отражать реальные возможности архитектуры в целом. Расширение круга решаемых задач также поколебало однозначность оценок, получаемых толь ко на основе количества выполняемых операций. В каждом кон кретном случае, будь то управление сетью, ведение баз данных или визуализация результатов научного эксперимента, к вычисли тельной системе могут предъявляться разные требования.

ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССОРА.

Традиционной тестовой смесью, используемой для оценки про изводительности как процессоров, так и компиляторов с языка Си, является Dhrystone (MIPS). Данный тест представляет собой смесь из 100 команд: 53—операции присваивания, 32—управле ния, 15—вызовы функций. Тест может выполняться в двух режи мах: с применением регистров для увеличения производительно сти и без применения регистров. Наибольшее распространение по лучил тест Dhrystone (MIPS), основанный на Dhrystone версии 1.1, результат измерения по которому получается при делении количе ства инструкций, выполняемых в секунду, на число 1757. Один MIPS равен 1757 Dhrystone в секунду, что эквивалентно произво дительности компьютера VAX 11/780.

Вторая широко используемая тестовая смесь Linpack (MFLOPS) предназначена для получения относительных характе ристик быстродействия при решении системы линейных уравнений. Обычно применяются четыре набора тестов: решение систем урав нений размером 100х100 м и 1000х1000 с одинарной и двойной точностью. Тест позволяет получить оценку эффективности про цессоров и компиляторов в случае обработки больших потоков ве щественных чисел. Основу программы на языке Фортран состав ляют функции из библиотеки Basic Linear Algebra Subroutines (BLAS). Результат измеряется в MFLOPS (для вещественных чи сел двойной точности).

Главным носителем и энтузиастом теста Linpack является Джек Д. Донгарра из университета штата Теннесси США. В отли чие от данных, публикуемых фирмамипроизводителями, оценки Донгарра, выполненные для более чем 100 типов компьюте ров—от Cray до IBM PC, являются наиболее объективными. В табл. 14.7 приведены данные по тестам Dhrystone и Linpack рабо чих станций, принадлежащих примерно одной ценовой группе (в скобках указан тип процессора).

Единственный вывод, который можно сделать из данного срав нения, — это высокий потенциал станций фирмы HewlettPackard при работе с вещественной арифметикой. Возможности процессоpa R4UOO/R4400 также достаточно высоки, особенно при использо вании в компьютере Control Data 9140 (известном также под на званием Challenge).

 Таблица 14.7

 Производительность рабочих станций

Модель

Dhrystone (MIPS)

Linpack

(MFLOPS)

Задача

100Х100

1000Х1000

HP 735/755 (PA7100/99)

124

41

120

CD 9140 (R4400/150)

120

26

75

SGI Indigo2 (R4000/100)

85

15

нет сведений

SUN 10/41 (SSPARC/40)

109.5

7

23

IBM 370 (PowerPC/62.5)

нет сведений

26

90

Первенство в достижении наибольшего быстродействия при ра боте с вещественной арифметикой важно для всех фирмпроизво дителей, поэтому анализ результатов на тесте Linpack заслужи вает более подробного рассмотрения. Приведем выборочную таб лицу (табл. 14.8) результатов тестирования по состоянию на 4 ян варя 1994 г. (в скобках указаны число процессоров в многопроцес сорной системе и тип и/или частота процессора в однопроцессор ной системе). Наибольшую производительность имеет многопро цессорная модель С90 (16%) фирмы CRAY. Однако первенство» здесь очень неустойчивое, учитывая, что в многопроцессорном ва рианте компьютеры NEC SX3 на тесте 1000Х1000 работают быст рее. Тем не менее именно эти две фирмы лидируют в шкале оце нок по тесту Linpack. Первым представителем класса рабочих станций и серверов в приведенной таблице стал компьютер IBM PowerPC 990 (71,5 МГц), являющийся на текущий момент наибо лее удачным примером распараллеливания выполнения операций . из всех вариантов RISCархитектуры. Примечательно, что сразу за IBM в таблице идет ETA10G—суперкомпьютер фирмы Cont rol Data, снятый с производства пять лет назад. Однако решения, заложенные в его архитектуру (так же, как когдато, в отечествен ной БЭСМ6), оказались эффективными даже для настоящего времени.


 Таблица 14.8.

Результаты тестирования некоторых моделей компьютеров

Модель

Задача

100х100

1000Х1000

CRAY C90 (16%)

476

10780

NEC SX3/14R (1%)

368

5199

IBM PowerPC 990 (71,5 МГц)

140

286

IBM PowerPC 58H (55 МГц)

101

220

CD ETA 10G

93

496

CD 9480 (8%) .

73

600

DEC 10000610 Alpha (200 МГц)

43

155

HP 9000/735 (99 МГц)

41

120

IBM PowerPC 980 (62,5 МГц)

38

104

DEC 3000400 Alpha (133 МГц)

26

90

HP 9000/750 (66 МГц)

24

47

SGI Crimson (R4000/50 МГц)

16 .

60

IBM PowerPC 340 (33 МГц)

15

49

Intel iPSC/860 (1%)

9,8

34

SUN SPARC 10/30 (36 МГц)

9,3

23

Gateway 2000

(80486DX2 66 МГц)

2,4

нет сведений

Apple Macintosh Quadra 950

2,0

нет сведений

Compaq Deskpro 80486/33 w/487

1,4

нет сведений

Compaq 386/200/387

0,16

нет сведений

IBM PC 286/287

0,0091

нет сведений

IBM PC 8087

0,0069

нет сведений

Apple Macintosh

0,0038

нет сведений

Следующим представителем класса рабочих станций и серве ров в таблице является восьмипроцессорная модель CD 9480 из ценовой группы компьютеров от 150 до 200 тыс. дол. Только начи ная с отметки 43 MFLOPS, в таблице появляются старшие моде ли фирмы DEC Alpha, вызывая, правда, ценовой всплеск до 300 тыс. дол.

Список компьютеров фирмы HP возглавляет в таблице модель HP 9900 735/99, одновременно открывая ценовую категорию ком пьютеров от 50 до 100 тыс. дол.

В диапазоне 39—26 MFLOPS мелькают, чередуясь, различные модели DEC, IBM PowerPC, которые плавно переходят в разряд рабочих станций средней производительности, где главенствую щее положение занимают компьютеры SGI и HP.

Ниже отметки 10 MFLOPS появляются компьютеры на базе процессора Intel860, за которыми в таблице впервые появляются представители станций на процессорах Spare.

Первые представители клана персональных компьютеров сле дуют в таблице после значения 2,4. MFLOPS — это старшие мо дели лидера на данном сегменте рынка фирмы Compaq. Заверша ют таблицу, естественно, ПК IBM PC/AT/286/287 и Apple Macin tosh.

Оценка производительности ПК, серверов ЛВС, серверов баз данных, ЛВС в целом. В 1981 г. была образована фирма AIM Technology—независимая организация, специализирующаяся на оценке систем Unix и подготовке объективной информации о продукции различных фирм—производителей компьютеров.

Практическое использование методик оценки производительности Любая модель является лишь приближением реальной действи тельности. Поэтому любые тесты не могут дать полной картины поведения компьютерной системы при решении реальной задачи. Большое влияние на результаты тестирования оказывает конфи гурация. Можно привести много примеров, когда при тестирова нии фирмапроизводитель сознательно выбирает для сравнения модели, не адекватные по составу, конфигурации технических средств и системному программному обеспечению.

Типовые тесты для оценки производительности Новым шагом по пути создания более информативных оценок возможностей процессора явилась тестовая смесь SPEC, которую предложила фирма Standart Performance Evaluation Corp. (пер вая некоммерческая организация, специализирующаяся именно на проведении тестирования, создана в 1988 г. Учредители SPEC— 19 фирм, среди которых Compaq, Control Data, HP, Intergraph, MIPS). Первым результатом деятельности корпорации стали тес ты SPECmark и SPECmark89, а впоследствии два комплекта SPECint92 и SPECfp92, оценивающих работу процессора с целыми и вещественными числами соответственно. Корпорация регулярно выпускает бюллетень «SPECnewsletter», в котором публикуются результаты тестирования.

Оценка производительности многопроцессорных систем SPECHomogeneous Caracity Method или оценка SPECrate, ис пользуется для определения загрузки (емкости или пропускной способности) многопроцессорной системы. В отличие от предыду щих оценок, характеризующих скорость выполнения одного зада ния, SPECrate позволяет определить, сколько заданий способен выполнить компьютер за определенный интервал времени.

Производительность ЛВС в целом Основным критерием при определении производительности ло кальной сети является ее пропускная способность, т. е. средний поток данных, передаваемый через сеть, и задержка, вносимая в >передачу данных пользователя. Дополнительный параметр, кото рый очень важен, когда поток данных (трафик) содержит в ос новном только короткие фреймы, — это количество фреймов, пе редаваемых за единицу времени по сети.

Оценка экономической эффективности сетевых систем International Data Corporation (IDC) предложила метод оценки экономической эффективности автоматизированных систем управ ления предприятием, построенных на базе сетевых систем. Пока затель цена/производительность, основанный на результатах тес тирования аппаратуры, не всегда демонстрирует действительную эффективность реальных систем. Это особенно отчетливо проявля ется в тех случаях, когда по сети распределены очень сложные задачи. Такие аппаратные тесты по оценке показателя цена/произво дительность, как ТРСА, дают хорошую базу для сравнения, но не отражают сложности вычислений и объемов поставленных задач. Как следствие, они не имеют большого значения при принятии ре шения о выборе систем.


Создание корпоративной Webсети