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网络实现模型.ppt


文档分类:IT计算机 | 页数:约32页 举报非法文档有奖
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第二章网络实现模型模型的重要性网络算法学的一个难题是它需要多个领域的知识:协议、硬件、体系结构、操作系统、算法等需要不同领域的专家协作设计出高效的网络计算机系统不同领域的专家通过简单的模型进行对话:模型描述了问题的要点,又不涉及不必要的细节最低程度:模型应能定义所需要的术语(能够交流)最好情况:领域外的专家可以根据模型进行设计,:定义了对等实体之间交换的报文的格式和次序定义了在发送报文、收到报文或收到其它事件后采取的动作(通常给出一个协议状态机)定义了调用接口2020/10/1协议抽象模型(续)可将协议看成是加上了调用接口和报文格式定义的状态机,所有协议都可以抽象为图中的状态机模型:一个上层接口调用使协议状态机初始化在某个状态时,可能发送一个报文、收到一个报文或发生一个定时器事件,并进入一个新的状态常见而耗时的功能(TCP/IP)与数据包收发有关的功能:数据操作:交换、数据拷贝、检错等分配资源(如内存、CPU)与协议处理有关的功能:重组数据包查表及修改状态设置定时器调度任务数据包交付给应用:解复用(确定目标程序)控制切换(唤醒目标程序)重要的性能指标两个最重要的性能指标:吞吐量:每秒处理的包数(pps)或比特数(bps)延迟:处理一个数据包的时间(通常关注最坏情况延迟)性能测量分为:全局性能测量:如端到端延迟和带宽,使用网络管理工具(如OpenView)进行测量本地性能测量:如路由器查找速度,使用计算机内部的性能测量工具(如Oprofile,Vtune)测量本课程关注数据包在本地的处理速度,线速处理是系统优化的重要目标之一因特网环境的特点链路速度已达到万兆量级10Gbps已普及,40Gbps在数据中心很常见,100Gbps已出现TCP流量占主导大量应用使用TCP协议小包很多路由器收到的包中大约一半为最小长度(40字节)的包移动互联网、即时通讯应用中大量都是小包局部性很差骨干网上,在一个非常短的时间内大约有一百万个并发流经过一个路由器这意味着,在一个包上执行的计算,在未来短时间内重用到另一个包上的可能性很小网络计算机系统面临的挑战高速链路+大量小包:包速率很高线速处理难度大:处理一个包的时间必须非常短高速链路+大规模并发流:数据局部性很差Cache用不上(命中率低),消除访存瓶颈困难TCP流占主导+TCP处理开销大:,访存是最大的性能瓶颈:存储器访问时间比指令执行时间长很多处理器速度和访存速度之间的鸿沟越来越宽,使得访存瓶项问题更加突出访存构成了端节点和路由器的主要性能瓶颈:数据包、状态信息、指令等都保存在内存中许多系统优化工作都是围绕访存优化而展开的2020/10/1存储器的种类寄存器:由一组有序的触发器构成,-1ns。SRAM:由一组寄存器构成。一般情况下,片上SRAM的访问时间为1-2ns,片外SRAM的访问时间为5-10ns。DRAM:存储单元组织成行、列二维结构。片上DRAM的访存延迟大约为30ns,最快的片外DRAM访存延迟为40-60ns,连续读的延迟约为100ns。2020/10/1

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