73. Evaluación y Mejora de las Prestaciones de un Sistema de Red. Técnicas y Procedimientos de Medidas 1. Intr Introd oduc ucci ción ón................ ......................... ................. ................. ................. ................ ................. ................................................1 .......................................1 1.1. 1.1. Rela Relaci ción ón con con los los cicl ciclos os im impa part rtid idos os en P................. ......................... ................. ...............................1 ......................1 1.!. 1.!. Intr Introd oduc ucci ción ón a la la eval evalua uaci ción ón de de un sis siste tema ma de de red red ........................................1 !. Evaluación. Evaluación. Técni Técnicas cas y Proced Procedimie imientos ntos de Medidas Medidas ................................................1 !.1. !.1. Etap Etapas as de la eval evalua uaci ción ón de un sist sistem ema a...........................................................1 !.!. !.!. Técnic cnicas as de eval valuaci uación ón................. .......................... ................. ................ ................. ........................................2 ...............................2 !.3. !.3. Sel Selecci ección ón de métric ricas................ ......................... ................. ................ ................. ................................. ..................................2 ..........2 !.". Monitori#ación...............................................................................................2 !.$. Monitores de red............................................................................................3 !.%. &enc'mar(.....................................................................................................3 !.7. !.7. Pres Presen enta taci ción ón de los los rres esul ulta tado dos s................ ......................... ................. ................. .....................................3 ............................3 3. Mejora Mejoras s en el el 'ard)a 'ard)are re de la red red ...........................................................................3 3.1. Medios de de tr transmisión...................................................................................3 3.!. 3.!. Est* Es t*nd ndar ares es de medi medios os de tran transm smis isió ión n ............................................................4 3.3. 3.3. El Elem emen ento tos s de inte interc rcon one+ e+ió ión n...........................................................................4 3.". 3.". ,one ,one+i +ion ones es a rred edes es -/ e Inte Intern rnet et................. .......................... .............................................4 ....................................4 3.$. 3.$. Serv Servid idore ores s de de red red y est estac acio ione nes sc cli lien ente te...........................................................5 ". Mejora Mejoras s en el el so0t)a so0t)are re de la red red ................. ......................... ................ ................. ................................. ..................................5 ..........5 ".1. Protocolos de de red...........................................................................................5 ".!. ".!. Sist Sistem emas as ope opera rati tivo vos s serv servid idor ores es y clie client ntes es.....................................................6 $. &il &ilio io2r 2ra0 a0a a................. ......................... ................. ................. ................ ................. ................. .................................................6 .........................................6
1. Intr Introd oduc ucci ción ón 1.1. Relación Relación con los los ciclos imparti impartidos dos en P Este tema está directamente relacionado con los siguientes módulos y ciclos formativos de la rama de informática: CF! "dministración de !istemas #nformáticos: $edes de %rea &ocal '#nformática(. CF! )esarrollo de "*licaciones #nformáticas: !istemas #nformáticos +ultiusuario y en $ed '!y"#(. CF+ E,*lotación de !istemas #nformáticos #nstalación y mantenimiento de servicios de redes locales #nstalación y mantenimiento de servicios de #nternet 1.!. Introducción Introducción a la evaluación de de un sistema sistema de red " lo largo de la e,*lotación de un sistema informático- resulta necesario evaluar sus *restaciones- ien *ara *roceder a su sintoni/ación y me0ora- o con el o0etivo de com*arar diversos sistemas informáticos. Estos estudios están encaminados a conocer u elementos ardare o softare se an de *otenciar o camiar *ara me0orar las *restaciones del sistema. El *rinci*al *rolema de la medida de *restaciones de los sistemas informáticos radica en la variailidad de la carga real de estos sistemas. &os elementos ue influyen sore las *restaciones de un sistema informático se *ueden dividir en ardare- ue es la *arte fsica del ordenador y otros elementos del sistema en red- y softare- ue es la *arte lógica- integrada *or el sistema o*erativo*rotocolos- servicios de red- a*licaciones de usuario- etc. !. Evaluación. Técnicas y Procedimientos Procedimientos de Medidas Medidas !.1. Etapas Etapas de la evaluació evaluación n de un sistema Concretar los o0etivos de la medición 'dimensionamiento *ara el diseo del sistemasolución a un *rolema de rendimiento- etc.(
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"cotar la e,tensión del sistema a evaluar: 7u se va a medir- *or e0em*lo Cantidad de traa0o 8til *or unidad de tiem*o- 9iem*o de res*uesta- 9asa de utili/ación)is*oniilidad- fiailidad- etc. Escoger las mtricas ue se van a usar !eleccionar los factores ue se van a estudiar !eleccionar la carga de traa0o !eleccionar las tcnicas de evaluación: simulación o medición de un sistema real )iseo de e,*erimentos "nali/ar e inter*retar los resultados de la medición ulicación de los resultados. !.!. Técnicas de evaluación Monitori#ación4 erramientas de medición gracias a las cuales es *osile seguir el com*ortamiento de los factores o *arámetros caractersticos de un sistema real sometido a una carga de traa0o concreta. Modelado4 Cuando se trata de evaluar un sistema incom*leto o ue no se a construido a8n- ace falta construir un modelo del mismo. El fundamento normal del modelado es la teora de colas- ien individualmente- o ien formando redes. !e traa0a intentando resolver con fórmulas y algoritmos ue intentan a*ro,imarse a las ecuaciones reales ue determinan el com*ortamiento del sistema. ;na ve/ construido el modelo analtico se otienen resultados con astante ra*ide/- *ero no son tan válidos como los resultados de la monitori/ación. Simulación4 !e construye un *rograma con lengua0es como !imula- ue intenta re*roducir el *revisile com*ortamiento de un sistema. &a elaoración del *rograma suele llevar muco tiem*o- *ero *ermite efectuar mediciones sore sistemas ine,istentes. &enc'mar(in24 +todo astante frecuente y arato ue se utili/a *ara com*arar sistemas informáticos a0o una carga ti*o. !.3. Selección de métricas &as mtricas son los criterios *ara la evaluación de *restaciones ue se van a a*licar en un *roceso de medición de un sistema. !uelen ser de alguno de los tres ti*os siguientes: Métricas de velocidad4 *roductividad- tiem*o de res*uesta- utili/ación de un recurso- etc. Métricas de 0iailidad4 miden la *osiilidad de ue la res*uesta dada *or el sistema a una *etición sea la correcta. Métricas de disponiilidad4 miden la *osiilidad de ue el sistema no res*onda a una *etición. !.". Monitori#ación +onitori/ar un sistema consiste en recoger información de su funcionamiento mientras está atendiendo a sus usuarios. &a medición *ermitirá conocer cómo se usan los recursos del sistema- con el fin de evaluar su com*ortamiento- controlar su uso y *lanificar la adición de nuevos recursos. E,isten ásicamente dos tcnicas *ara reali/ar las mediciones: 5etección de acontecimientos4 )etecta cuando se *roducen camios de estado en el sistema. Conforme van ocurriendo los eventos ue an de medirse- se transfiere el control a una rutina de tratamiento ue almacena dico evento en el disco *ara su *rocesado *osterior. Este es el funcionamiento ue siguen la mayora de los arcivos de &< o “logs” 6 los cuales no son otra cosa ue arcivos de te,to con información sore los eventos ue se recogen del funcionamiento de una determinada a*licación o del *ro*io sistema o*erativo- as como la ora y feca en la ue *asó el evento- estado del sistema en ese momento- etc.
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Muestreo4 !e trata de una tcnica ue toma un con0unto de muestras sore un
*arámetro ue se desea medir. !e usa un tem*ori/ador interno cuyo vencimiento *rovoca la e0ecución del monitor con el fin de e,traer los datos reueridos. or e0em*lo en >indos 2??? incluye la erramienta Rendimiento ue *ermite muestrear *arámetros como el uso del *rocesador- las *áginas *or segundo de la memoria- o la velocidad de un interfa/ de red entre otros- cada un intervalo de tiem*o determinado. En ;ni,@&inu, e,isten erramientas en modo comando con las ue se *ueden reali/ar scri*ts *ara el muestreo de alg8n *arámetro- algunas son ps '*rocesos ue se están e0ecutando y el consumo de C;(- iostat 'sistema de E@!(- uptime/ruptime 'carga media del sistema(- vmstat6 uptime6 sar6 etc. !.$. Monitores de red ermiten reali/ar un análisis de las *restaciones del sistema- *ermitiendo detectar cuellos de otella y *restaciones insuficientes. "demás- ayudan a detectar y re*arar *rolemas en la red- y los efectos *roducidos *or variaciones en los *arámetros de configuración. E,isten dos ti*os: ,entrali#ados sni00ers84 !e usan en redes de difusión- monitori/an la red *asivamente sin intervenir en su funcionamiento. 5istriuidos4 Cuentan con dos *artes- *or un lado los servidores de información ue se instalan en todos los elementos de la red y ue recaan información sore el funcionamiento de los nodos- y *or otra *arte el cliente- ue se conecta a los servidores reuirindoles la información ue se est monitori/ando. Es el sistema seguido *or el *rotocolo S/MP Simple /et)or( Mana2ement Protocol8 - en ste los agentes !=+ se e0ecutan en los eui*os- nodos de red- etc. recaando información en una *euea ase de datos denominada +#A '+anagement #nformation Aase(. !.%. &enc'mar( !on ancos de *rueas en los ue se simula una carga genrica a *artir de una selección de *rogramas estándar. ermiten com*arar diferentes sistemas- con el fin de servir de información de a*oyo de cara a decisiones de aduisición o am*liación de sistemas- as como ayudar en el *roceso de me0ora de *restaciones de un sistema. ;n e0em*lo es S9Smar(3! ue eval8a el rendimiento de sistemas informáticos e0ecutando a*licaciones usuales de ofimática. !.7. Presentación de los resultados Es de vital im*ortancia- ya ue de ella de*ende la correcta inter*retación de los datos *or *arte de las *ersonas encargadas de su análisis y- en su caso- de la *ertinente toma de decisiones. &os más usados son los 'isto2ramas y gráficos ue re*resentan la evolución de una o más variales res*ecto a otra variale inde*endiente ue suele ser el tiem*o. ara re*resentar gráficamente el sola*amiento en la utili/ación de los recursos se suelen utili/ar 5ia2ramas de :antt !e a de minimi/ar el esfuer/o *or *arte del lector- facilitando la com*rensión de los datos y evitando la amigBedad- seleccionando adecuadamente el ti*o de gráfico- y utili/ando 8nicamente los elementos multimedia ue faciliten la com*rensión- sin caer en la sorecarga de estos elementos. 3. Mejoras en el 'ard)are de la red 3.1. Medios de transmisión ,ales de pares4 ar de ilos de un metal conductor- normalmente core- aislados con una cuierta *lástica. Es el utili/ado en la mayora de redes &"=. E,isten diversas categoras seg8n el anco de anda '1D( y varios ti*os de a*antallamiento ';9 y !9(. &os más comunes con ;9 categora 3 y 5 ue *ermiten transmisiones de 1?? y asta 1???*s en distancias má,imas de 1?? metros. ,ale coa+ial4 Consiste en un alamre de un metal conductor- usualmente corerodeado de un material aislante- ue a su ve/ le está *or un conductor cilndrico ueusualmente- es una malla tren/ada. El con0unto se envuelve *or una ca*a de material dielctrico *rotector 'normalmente *lástico(. :ran inmunidad a las interferencias
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electromagnticas y 2ran anc'o de anda - *ero suele ser muy *ensado y difcil de mane0ar. ira óptica4 !istema ue utili/a la lu/ como *ortadora de datos- ca*turando sta *or un conductor de vidrio 'o materiales *lásticos(. El sistema se com*one de la fuente de lu/ 'diodo led o diodo láser(- el medio de transmisión 'fira ó*tica( y el detector de lu/ 'fotodiodo(. 9iene un 2ran anc'o de anda - entorno a 5?9*s- aunue en la *ráctica no e,isten sistemas ca*aces de convertir seales elctricas a ó*ticas a más de 1?*s. 9iene *erdidas *or atenuación muy *eueas *or lo ue se *ueden llegar a reali/ar enlaces de varios ilómetros sin usar re*etidores. Medios no limitados4 &os medios no limitados utili/an el es*ectro electromagnticoue es la e,*ansión de energa radiante cuya longitud de onda va desde cero a infinito. !e *ro*aga a travs del vaco y a velocidad de la lu/. -ii ;iFi *ueden llegar asta 1??m- *ero les es com*licado atravesar más de 1 o 2 *aredes- y siem*re ue stas no sean e,cesivamente gruesas. 3.!. Est*ndares de medios de transmisión Et'ernet IEEE ;/s virtuales4 Conmutadores es*eciales ue *ermiten agru*ar sus conectores en diferentes redes virtuales- se*arando as el trafico de datos entre las mismas. )e esta forma se me0ora la seguridad y se aumenta el rendimiento al disminuir el tráfico de tramas. ermite gestionar u eui*os *ertenecen a u red local de forma centrali/ada. &a distinción de redes se *uede acer mediante un identificador de I&"= ue se aade a las tramas seg8n el estándar #EEE G?2.17- *or direcciones +"C o *or direcciones # 'aunue en este caso se transgrede la regla más elemental de la
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conectividad: inde*endencia de las ca*as- ya ue a la ca*a de enlace de datos no deera anali/ar los encae/ados de la ca*a de red(. 3.". ,one+iones a redes -/ e Internet 5S>4 !istema de comunicación ue *ermite la im*lantación de servicios ue reuieren velocidades de transmisión elevadas sore el par de core tren#ado tele0ónico com?n- utili/ando *ara ello el anco de anda del *ar de core no utili/ado *ara el canal de vo/- y se coloca un microfiltro en los a*aratos telefónicos del ogar *ara ue no les interfieran los canales de datos de ")!&. El carácter asimétrico se traduce en velocidades de 'asta ;Mps en sentido descendente y asta 1+*s en sentido ascendente en ")!&s comunes. Ka se comerciali/a tamin ")!&2 ue consigue 1!=! Mps y ")!&2M ue llega a !"=! Mps. rame Relay4 9cnica sim*lificada de conmutación de *auetes *ara el trans*orte de información de datos. Confa en medios digitales de alta velocidad y con a0a tasa de error- *or lo ue desa*arecen las funciones de control de flu0o- corrección de errores. &as ca*as de enlace y de red son mnimas- *or lo ue es el com*lemento *erfecto *ara 9C@#. Ielocidades de 'asta 3"="$ Mits=s. )eido a ue es una red orientada a cone,ión- se *ueden definir el anco de anda asegurado 'C#$( y cuanto se *ermite e,ceder 'E#$( en cada cone,ión. TM y R5SI de &anda nc'a4 El #9;9 desarrolló la segunda generación de $)!#conocida como de Aanda "nca '$)!#A"(- y recomienda la utili/ación de tecnologa "9+ *ara la conmutación de *auetes sore medios de transmisión de fira ó*tica !) '!yncronous )igital ierarcy( Herarua )igital !ncrona. "9+ o*timi/a la utili/ación del anco de anda con tcnicas de asignación de canal a0o demanda- y *ermite tratar cualuier ti*o de información 'vo/- datos- tv- etc.(. &as velocidades son escalales en función de la ca*acidad del nivel fsico. !ore !)- la velocidad actual va desde los 1$$Mps 'asta los %!!Mps- *ero se *rev llegar a varios *s. 3.$. Servidores de red y estaciones cliente Memoria4 ;n elemento fundamental del ue ay ue controlar *arámetros como la memoria dis*onile- las *áginas intercamiadas *or segundo- etc. &as soluciones *asan *or aumentar el tamao del es*acio de *aginación e intercamio- limitar la memoria fsica asignale a cada *roceso- o aduirir más memoria *ara cada sistema saturado. 5iscos duros4 !istema crtico en cuanto a ue se *uede convertir en un cuello de otella. El rendimiento del mismo se *uede aumentar- entre otras formas- mediante la utili/ación de sistemas $"#) con varios discos ue *ermiten lecturas y escrituras en *aralelo- aumentando el rendimiento y la fiailidad. e- AA)) o controladores de dominio- etc. 5isponiilidad4 $adica- además de en la redundancia de elementos de red- en la instalación de !istemas de "limentación #nterrum*ida '!"#( ue *ermitan ue los
sistemas sigan funcionando a8n con *eueos cortes de corriente- o se a*aguen correctamente en caso de cortes *rolongados. ". Mejoras en el so0t)are de la red ".1. Protocolos de red T,P=IP4 "ruitectura de red ue *ro*one un con0unto de *rotocolos de los cuales los más im*ortantes son # '#nternet rotocol( y 9C '9ransmision Control rotocol(. !u difusión es com*leta ya ue es el utili/ado en #nternet y en la mayora de las redes &"=. 5irecciones IP4 Cada ost y router de #nternet tiene una dirección # 8nica ue lo identifica. &as direcciones en #v4 tienen 32 its de longitud. &as direcciones # las asigna el =#C '=etor #nformation Center( corres*ondiente al *as 'En Es*aa $E)#$#!(. =o ostante- se reservan varios gru*os de direcciones # *ara utili/arlas de forma *rivada en las redes locales '1?.?.?.?- 1D2.16.?.?- 1D2.31.?.? y 1O2.16G.?.? a 1O2.16G.255.?(. Estos eui*os no estarán directamente en #nternet- *ero *odrán acceder mediante soluciones como un ro,y o ="9. Suredes4 ;na red *uede dividirse en varias redes más *eueas aislando as las suredes- reduciendo el tráfico y me0orando la seguridad. !e divide la *orción del ost de la dirección # en dos *artes- una ue es*ecifica la sured y la otra el ost de la sured. ara dividir la red en suredes se define una máscara de sured- ue no es otra cosa ue un n8mero de 32 its en la ue las *orciones de red y sured se *onen a uno y las del ost a cero- indicando as cuantos its de la dirección # corres*onden a la sured. Encaminamiento est*tico4 +ediante talas de encaminamiento ue se configuran de manera manual- se configura el interfa/ *or el ue se enviará el *auete y con u *uerta de salida seg8n la dirección de destino- y una *uerta de salida *or defecto. Encaminamiento din*mico adaptativo84 En redes grandes- sera muy laorioso mantener las talas de encaminamiento de cada nodo- *or lo ue se utili/an algoritmos de encaminamiento ue se ada*tan de forma dinámica a las caractersticas y la to*ologa de la red. &os más comunes en redes locales son RIP Route In0ormation Protocol8 - ue se asa en el algoritmo Vector Distancia - fue usado durante tiem*o en #nternet- y aora se usa en redes locales *eueas. !u configuración es sencilla *ero su tiem*o de res*uesta a camios en la to*ologa es astante grande y no tiene en cuenta el anco de anda de los distintos enlaces de un nodo. El otro algoritmo usado es @SP @pen S'ortest Pat' irst8 asado en el algoritmo de Estado Enlace- en el ue cada nodo llega a conocer la to*ologa de toda la red- tiene un rendimiento su*erior a $#- se ada*ta rá*idamente a los camios de to*ologa de la red- y *ermite configurar los enlaces seg8n su anco de andaretardo- etc. &a 8nica *ega es ue su configuración es más com*le0a. ".!. Sistemas operativos servidores y clientes juste de par*metros del sistema operativo4 la duración del uantum- las diferentes *rioridades ue se asignan a los *rogramas de usuarios- los *arámetros de gestión de la memoria virtual- los *arámetros de gestión de la cac de E@! en discoetc. Eliminar todos los procesos permanente no necesarios4 como los daemons de linu, o los servicios de >indos- además mucas a*licaciones de0an *rocesos residentes con el fin de lan/arse más rá*ido o com*roar si e,isten actuali/aciones *ero ue ralenti/an el sistema. >imitar el volumen m*+imo de arc'ivos por usuario4 !e *uede acer en ;ni,@&inu,- y en >indos 2??? activando las cuotas de disco. Atili#ar sistemas de arc'ivos adecuados4 or e0em*lo es *referile =9F! frente a F"9- tanto *or velocidad como *or ofrecer me0ores caractersticas como *rotección frente a fallos- vol8menes dinámicos- seguridad avan/ada- encri*tación- etc. Recomendaciones de comportamiento para los usuarios4 am*liar el árol de directorios en ancura y no en *rofundidad- evitar los directorios con mucos arcivosevitar instalar m8lti*les a*licaciones ue en realidad no se utili/an- etc. $. &ilio2ra0a "ndre !. 9anenaum: P$edes de com*utadorasQ 4R Ed. rentice all 2??3 >illiams !tallings: PComunicaciones y redes de com*utadorasQ
+olina- Francisco H.: P$edes de área localQ. $a+a 2??3. tt*:@@.itu.int@#9;9 Estándares de la #;99 '")!&- I.O2- I.O2- etc.( tt*:@@.rfces.org )ocumentos $FC en castellano tt*:@@standards.ieee.org@getieeeG?2@*ortfolio.tm Estándares #EEE G?2 tt*:@@es.tld*.org )ocumentación lire en es*aol de &inu,@;ni, tt*:@@tecnet.microsoft.com )ocumentación tecnológica de +icrosoft
