(SCI) - Technologie und Leistungsanalysen.pdf

ten, wie sie in Kapitel 4.5 "Modellierung eines SCI-Knotens" bis Kapitel 4.8
"Modellierung eines SCI-Netzes" angegeben worden sind. Als SCI-Pakettyp
wurde der NWRITE64-Befehl verwendet, der aus Request- und Response-Phase
besteht, und bei dem 64 Byte Nutzdaten vom Sender zum Empfänger übermittelt
werden. Als Sender wird ein deterministischer Paketgenerator
verwendet, der in periodischen Intervallen Pakete ausgibt. Der angebotene Verkehr
läßt sich somit präzise einstellen und entspricht der Datenrate des Paketgenerators.
Die deterministische Art der Lasterzeugung entspricht der
Datenerzeugung, wie sie auch bei einem Datenerfassungssystem erfolgt.
Alle dargestellten Ausgabegrößen sind Nettowerte, d.h. ohne Verwaltungszusätze
(Overhead) wie Adressen oder Prüfsummen, so daß die Nutzdatenraten
aus dem Diagramm direkt abgelesen werden können. Als Eingabegröße wird
jedoch der gesamte eingespeiste Verkehr, d.h. der Bruttowert incl. Adressen,
Prüfsummen und Idle-Symbolen verwendet, da dieser die tatsächliche Ringbelastung
darstellt.
Aus dem Diagramm in Bild 7.2.1 wird ersichtlich, daß der erreichte Empfängerdurchsatz
bis zu einer bestimmten Größe dem angebotenen Verkehr exakt
entspricht. Der eingespeiste Brutto-Verkehr (Gross Input Rate) und die Nutzdaten
des Empfängers stehen in einem streng linearen Zusammenhang. Die gesamten
Nutzdaten beim Empfänger (Total Output Payload) und der Anteil der
Nutzdaten, der nicht von Paketwiederholungen herrührt, bilden dieselbe Kurve.
Die Steigung der Geraden spiegelt das Verhältnis der Pakete ohne und mit Verwaltungszusatzaufwand
wieder. Beispielsweise erhält man bei 400 MB/s Eingangsrate
einen Nettodurchsatz von 304,7 MB/s. Der Nettodurchsatz entspricht
damit auf 3 geltenden Ziffern dem erwarteten Sollwert, der sich aus dem Verhältnis
von Netto- zu Bruttopaketlänge und der eingespeisten Datenrate berechnet,
d.h., es gilt: (64/84)*400 304,7. Die vom Simulator berechneten Durchsatzwerte
sind also sehr präzise, da der Empfänger genau die Datenmenge
empfängt, die abgeschickt wurde.
Oberhalb einer Eingangsdatenrate von 425 MB/s, d.h. kurz vor Erreichen des
maximalen Durchsatzes, flacht die Kurve leicht ab. Laut Bild 7.2.1 beträgt das
Maximum des Durchsatzes eines elementaren SCI-Rings auf Basis des Dolphinschen
LC-II Bausteins 333,3 MB/s. Dieser Wert wird bei 450 MB/s Eingangsrate
erreicht. Der berechnete Sollwert an dieser Stelle beträgt (64/84)*450
MB/s = 342,9 MB/s, liegt also höher als das, was der Simulator ausgibt. Die Erklärung
für die Abweichung liegt darin, daß es ab 450 MB/s zu Paketverlusten
kommt. Diese betragen nach den Berechnungen des Simulators 9,5 MB/s, analytisch
sind es (342,9-333,3) MB/s = 9,6 MB/s. Beide Werte stimmen sehr gut
überein und erklären das Abflachen des Durchsatzes zwischen 425 und 450
MB/s.
Bei Raten höher als 450 MB/s geht der Durchsatz sogar wieder zurück, und
die Paketverluste steigen im gleichen Maße an. Hier zeigt sich ein nichtlinearer
Effekt der Sättigung, der durch den Ring selber verursacht wird. Bei 500 MB/s
Eingangsrate hat man noch 266,3 MB/s Durchsatz bei 114,7 MB/s an Paketverlusten
(analytisch gilt: 266,3+114,7 = (64/84)*500). Bei diesen Datenraten ist
der SCI-Ring alleine bereits ein begrenzendes Element.
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