Kommunikációs rendszerek teljesítőképesség vizsgálata

Átírás

1 Kommunikációs rendszerek teljesítőképesség vizsgálata»a modellezés és szimuláció módszertani kérdéseiről»az ImiNet/ImiFlow szakértői rendszerről»dr. Muka László»2011 1

2 A modellezés és szimuláció módszertani kérdéseiről 2

3 Az eredmények felhasználása Stratégiai szint Stratégiai tervezés- és üzleti tervezéstámogatás Taktikai szint Rendszertervezés támogatása Operatív szint Üzemeltetés-támogatás 3

4 A modellekkel elérhető előnyök Stratégiai szint IT stratégia terv trendekre építve Katasztrófatervek modelljei (BCP, DRP) Beruházás tervezéstámogatás Kockázatcsökkentés Taktikai szint IT változás menedzsment Erőforrások optimális allokálása Tartalék optimalizálás Költségcsökkentés Operatív szint Optimális konfigurációk beállítása Rendelkezésre állás prognózis Extrém helyzetek kezelése 4

5 A modellezés és szimuláció: lépések és outputok Statisztikák Általános modellek Speciális modellek Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós tervek Eredményfájlok 5

6 A modellezés és szimuláció: lépések részletesebben Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós-terv Bevezetés Elemzések Következtetések Javaslatok 6

7 A szimulációs modellek jellemzői» A diszkrét, esemény vezérelt számítógépes modellekkel vizsgálhatók az ICT rendszerek gazdasági és műszaki jellemzői.» Lehetőség van a hardver, a szoftver és a felhasználók viselkedésének modellezésére, az üzleti folyamatok elemzésére.» A modellekben lehetséges, a valós folyamatok visszajátszása és elképzelt folyamatok beillesztése.» A modellek a rendszer teljes életciklusa alatt használhatók.» Rendszeres alkalmazásuk folyamatosan termel hozzáadott értéket. 7

8 A szimulációs modellek jellemzői» Különösen jelentős a what-if szcenáriók lejátszásának lehetősége» amikor még nem létezik a vizsgálandó rendszer» amikor a mérés költséges, vagy nem kivitelezhető (pl. extrém helyzetek, katasztrófa szituációk vizsgálata)» A modellek futtatásakor a következő lehetőségeink vannak» programozhatjuk a gyűjtendő jellemzőket, a gyakoriságot, az időtartamot, a helyszínt» változtathatjuk a rendszer terhelésének mértékét» megváltoztathatjuk a rendszer topológiáját 8

9 A modellezés és szimuláció: előkészítés Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós-terv Bevezetés Elemzések Következtetések Javaslatok 9

10 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés» Terv-változatok elemzése» Költségek» Kritikus terhelések» Routing elemzések: becsorgó forgalom» Bekapcsolási jelenség: szinkronizáció» Rendelkezésre állás» Anomáliák 10

11 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Stratégiai szint IT stratégia tervezés Katasztrófatervek modellezése Beruházás tervezéstámogatás Kockázatcsökkentés Taktikai szint IT változás menedzselés Erőforrások allokálása Tartalék optimalizálás Költségcsökkentés Operatív szint Optimális konfigurációk beállítás Rendelkezésre állás vizsgálat Extrém helyzetek kezelése 11

12 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Fióklista Fiókok összeköttetései Telephelyenkénti hang forgalom Hang forgalom típusonkénti megoszlása Fiók LAN alapstruktúrája Fiókokban lévő hostok száma Fiókokban lévő hostokon futó alkalmazások hálózati forgalma VoIP-ra -ra áthelyezhető telefonbeszélgetések aránya Nem VoIP adatforgalom az egyes összeköttetéseken Egy tranzakció hossza Igényelt válaszidő Híváshossz profil Hívásgyakoriság profil Hívásirány profil Forrás: *** megrendelő Forrás: *** megrendelő Forrás: *** megrendelő Forrás: *** megrendelő Forrás: *** megrendelő Forrás: benchmark megrendelő Forrás: mérés/benchmark Forrás: benchmark Forrás: benchmark Forrás: mérés/benchmark Forrás: megrendelő/benchmark Forrás: benchmark Forrás: benchmark Forrás: benchmark Els?dleges Elsődleges összeköttetések, tartalék összeköttetések kapacitásokkal Adott fiókból hány percnyi beszélgetést kezdeményeztek egy konkrét hónapban Helyi, belföldi, nemzetközi, mobil, stb. Alapvető eszköztípusok állnak rendelkezésünkre 3-5 kbyte 0,1 sec A hossz, gyakoriság és irány profil leírja a teljes hangforgalmat 12

13 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Változó Lehet?ségek Lehetőségek Fióklista Fiókok összeköttetései Telephelyenkénti hang forgalom Hang forgalom típusonkénti megoszlása Fiókokban lévő hostok száma Fiókokban lévő hostokon futó alkalmazások hálózati forgalma VoIP --ra áthelyezhető telefonbeszélgetések aránya Igényelt válaszidő Híváshossz profil Hívásgyakoriság profil Hívásirány profil B?vítés Bővítés / Megsz?ntetés Megszüntetés / Költöztetés Kapacitás változtatás Alkalmazottak számának változása Hívásprofilok módosítása B?vítés Bővítés / Megsz?ntetés Megszüntetés Új alkalmazások felvétele Arányszám módosítása - módosítható - - módosítható - - módosítható - - módosítható - 13

14 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Híváshossz sűrűség Híváshossz eloszlás 35,00% 120,00% 30,00% 29,50% 100%* 100,27% 104,28% 112,18% 100,00% 93,79% 25,00% 80,62% 80,00% 20,00% 19,64% 70,64% 15,00% 55,47% 15,18% 13,16% 60,00% 10,00% 5,00% 6,34% 25,97% 9,98% 6,49% 4,00% 7,91% 40,00% 20,00% 0,00% 6,34% s s s s s s s s s 0,00% * A modellben figyelembe vett 14

15 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés 0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00:00 0:00:00 1:00:00 2:00:00 3:00:00 4:00:00 5:00:00 6:00:00 7:00:00 8:00:00 9:00:00 10:00:00 11:00:00 12:00:00 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 23:00: Terminálok által foglalt logikai csatornák hétfő szombat

16 Átvitt adatmennyiség óránkéti átlaga(byte) Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Átvitt adatmennyiség _00 (Nap_Óra) Egy hónap, órás felbontásban 16

17 Előkészítés Céldefiniálás, adatgyűjtés, elemzés Hívások januártól decemberig (trend) Új rendszer belépése Régi rendszer február március április május június július augusztus szeptember október november december 17

18 A modellezés és szimuláció: szimuláció Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós-terv Bevezetés Elemzések Következtetések Javaslatok 18

19 Szimuláció Modellkészítés, verifikálás, futtatások, what-if, ( as-is )» Top-down módszer» Aggregált modellek» Részletes modellek» Fókuszált vizsgálat» Háttérforgalom» Bottom-up módszer» BP elemzésekből Business Impact 19

20 Szimuláció Modellkészítés, verifikálás, futtatások, what-if, ( as-is )» What-if szcenáriók» Hálózatbővítés» VoIP bevezetése» Új alkalmazások bevezetése (hálózatmenedzsment eszközök, távfelügyelet, intranet bevezetése)» Központ áthelyezés» Extrém, katasztrófa helyzetek» Tartalékolási kérdések» Stb. 20

21 A modellezés és szimuláció: kiértékelés Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós-terv Bevezetés Elemzések Következtetések Javaslatok 21

22 7:00:00 7:30:00 8:00:00 8:30:00 9:00:00 9:30:00 10:00:00 10:30:00 11:00:00 11:30:00 12:00:00 12:30:00 13:00:00 13:30:00 14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00 16:00:00 16:30:00 17:00:00 17:30:00 18:00:00 18:30:00 Kiértékelés Elemzések, következtetések, javaslatok Server Out Bit Thruput max Server Out

23 Kiértékelés Elemzések, következtetések, javaslatok 8 7 Csatornánkénti kapcsolatok alakulása Num Conn max 129[0]-> >669[0] 129[3]-> >669[1] 660[6]->64000->669[2]

24 A modellezés és szimuláció: implementáció Céldefiniálás Adatgyűjtés Elemzés Modellkészítés Verifikálás Futtatások (What-if) Előkészítés Szimuláció Implementáció Kiértékelés Korrekciós-terv Bevezetés Elemzések Következtetések Javaslatok 24

25 Implementáció A korrekciós tervezés és a bevezetés támogatása modellezéssel» Korrekciós terv-változatok készítése» Eszközök kiválasztása» A bevezetés tervezése» funkcionális szempontok» költség szempontok 25

26 Átvitt adatmennyiség óránkéti átlaga (byte) Példa Átkapcsolási vizsgálat Átkapcsolás - átvitt adatmennyiség = átkapcsolási időpont _00 Nap_Óra 26

27 Az ImiNet/ImiFlow szakértői rendszerről

28 Rendszerkomponensek HÁLÓZAT MODELLEK TRANSZPORTER ADATBÁZIS IMINET ÉS IMIFLOW SZIMULÁTOROK TERHELÉS MODELLEK BIZTONSÁGI MODUL GAZDASÁGI MODUL RIPORT MODUL RENDSZER SZEKENNELÉS 28

29 A rendszerhez felhasznált technológia» Objektum-orientált technológia» Rendszertervezés» Unified Modelling Language» Microsoft Visio» Rendszerfejlesztés» Borland C++ Builder 6 (Professional Edition)» Adatbázisok» MSSQL, Microsoft Access (lecserélhető, rugalmas ODBC-n keresztül megvalósított)» Együttműködés, interfészek» NetViz» Microsoft Visio» Microsoft Excel» Hozzáférési jogosultságok kezelése» HASP kulcsos védelem» Login Password védelem 29

30 Topológia Legfelső hierarchia szint 30

31 Topológia Legfelső hierarchia szint 31

32 Topológia Alsóbb hierarchia szintek 32

33 Topológia Alsóbb hierarchia szintek 33

34 Modellelemek Felhasználható elemek» A felhasználható elemek listája» Applikáció, Telefon» MCU» Call Switch (Call Manager)» Router» Firewall (Router)» Gateway (Router)» Switch» Host» Összetett modul» Telephely (Összetett modul)» LAN (Összetett modul)» Link 34

35 Modellelemek tulajdonságai Router - routing 35

36 Modellelemek Statisztikai paraméterek bevitele 36

37 Modellelemek Statisztikai paraméterek bevitele» Egyszerű profilok» Normál» Konstans» Exponenciális» Csonkolt normál» Egyenletes» Egész értékű egyenletes» Poisson» Összetett profilok Az összetett profilok segítségével tetszőleges pontossággal leírhatók az egyes valószínűségi jellemzők 37

38 Modellelemek Összekötési szabályok» Tetszőleges számú router összekapcsolható egymással.» Routerrel - routeren, firewall-on, és gateway-en kívül - csak switch elem köthető össze.» Egy switch csak egy router (illetve firewall, vagy gateway) elemhez kapcsolható» Egy switchhez tetszőleges számú host elem kapcsolódhat, de egy host elem csak egy switchhez kapcsolódhat.» Egy host elemre egyetlen applikáció csoport elem és/vagy telefoncsoport elem kapcsolható.» Kapcsolható a hostra még MCU elem és Call Manager elem is.» Az összetett modell-elemek szerepe csak a struktúra kialakításában van, szeparálásra szolgálnak, erre a célra szabadon használhatóak, viszont hozzájuk kötni semmit nem lehet. 38

39 Modellelemek Összekötési szabályok 39

40 Hangforgalom vizsgálata 40

41 Telefonkészülék csoport paraméterei 41

42 Adatforgalom vizsgálata 42

43 Applikáció csoportok paraméterei 43

44 Költségparaméterek bevitele» Telephelyenkénti havi költségek» Összeköttetések» Berendezések» Rendszerkörnyezet (LAN)» Szolgáltatások» Migráció előtt/után Az ügyfelek felsorolása és a percdíjak betöltése fájlból történik. 44

45 Riport Általános 45

46 Riport Hívásszámok, hosszak 46

47 Riport Hívásszámok típusonként 47

48 Riport Hívás költségek 48

49 Riport Forgalom után fizetendő költségek migráció előtt és után 49

50 Riport Routerek terheltsége tulajdonos / finanszírozó szerinti bontásban 50

51 Riport Havi fix költségek alakulása migráció előtt / után 51

52 Riport Fix költségek különbözete 52

53 Vektoros outputok Összeköttetések VoIP terheltsége 53

54 Vektoros outputok Sikeres hívások száma a nap folyamán irányonként 54

55 Táblázatos állomány Telefoncsoportból kiinduló és beérkező hívások, sikertelen hívások 55

56 Táblázatos állomány Csomagok száma, késleltetése, jitter 56

57 Táblázatos állomány Routerek terheltsége, VoIP forgalom 57

58 Folyamatmodellezés Az ImiFlow-modell elemei» Generator: a szimuláció mozgatórugója, az entitás bölcsője» Result: az entitás temetője» Process: a folyamat lelke» Junction: döntési pont» Fork Join: többszálú folyamatszakasz» Splitter: folyamat hasítása» Transform: az entitás átalakító műhely» Compound process: a hierarchikus folyamatábra kulcseleme 58

59 Az ImiFlow felület 59

60 Az ImiFlow-GUI lehetőségei» On-line grafikon, mellyel nyomon követhető a kiválasztott jellemzők változása a szimuláció során» Grafikon kimenthető kép ill. Excel formátumban» Folyamat kinyomtatása» Animált szimuláció 60

61 Szimulációs eredmény-adatok» Entity» Költségek (activity,resource(wt),role(wt),generation összege)» Bejárt útvonal» Sorbanállási idő» Feldolgozási idő» Resource» Foglaltság az idő függvényében» Result» Beérkezett entitások száma» Átfutási idejük statisztikus jellemzői (avg, min, max)» Process» Beérkező, kimenő entitások száma» Feldolgozási / kiszolgálási idők statisztikája» Felhasznált erőforrások költsége 61

62 Irodalom» Lencse, G., Muka, L., Expanded Scope of Traffic-Flow Analysis: Entity Flow- Phase Analysis for Rapid Performance Evaluation of Enterprise Process Systems Proceedings of the 2006 European Simulation and Modelling Conference (ESM'2006), (Toulouse, France, Oct ) EUROSIS-ETI, » Lencse, G., Muka, L., Combination and Interworking of Four Modelling Methods for Infocommunications and Business Process Modelling Proceedings of the 5 th Industrial Simulation Conference 2007 (ISC'2007), (Delft, The Netherlands, Jun ) EUROSIS-ETI, » Muka, L., Lencse, G., Hard and Soft Approaches in a Simulation Meta- Methodology Proceedings of the 5 th Industrial Simulation Conference 2007 (ISC'2007), (Delft, The Netherlands, Jun ) EUROSIS-ETI, » Muka L., Lencse G., Meta-módszer fejlesztése infokommunikációs rendszerek és kapcsolódó folyamatok hatékony szimulációjához Híradástechnika, Vol. LXIII, No. 2, » Lencse, G., Muka, L., Entity Flow-Phase Analysis for Fast Performance Estimation of Organisational Process Systems Acta Technica Jaurinensis, Vol. 3, No. 2, » Esettanulmányok: 62