(SCI) - Technologie und Leistungsanalysen.pdf

Die Tatsache, daß bei 450 MB/s Paketverluste in Höhe von 9.5 MB/s existieren
deuten darauf hin, daß ein auf dem Diagramm nicht sichtbarer Maximalwert etwas
unterhalb von 450 MB/s existieren muß, bei dem noch alle erzeugten Pakete
vom Ring übernommen werden. Dort wird zugleich der Maximalwert des
Durchsatzes erreicht. Die nachstehende Überlegung erlaubt, exakt zu berechnen,
bei welcher Eingangsrate dieser Punkt sich befindet.
Allgemein gilt, daß Paketverluste ein Indiz dafür sind, daß das Ringsegment
zwischen Sender und Empfänger überlastet ist. Für die Berechnung der im
Überlastungsfall vom Ring transportierten Daten muß berücksichtigt werden,
daß zusätzlich zu den 84 Byte pro Request-Paket noch 12 Echo-Byte übertragen
werden müssen, während gleichzeitig auf der Rückrichtung des Rings 16 Byte
pro Response-Paket und 12 Byte pro Echo transferiert werden. Da der elementare
SCI-Ring aus 2 Segmenten besteht, können die Transfers in Hin- und
Rückrichtung jedoch unabhängig voneinander ablaufen, ohne sich gegenseitig
der Bandbreite zu berauben.
Die Summe der Längen von Request- und Echopaket ergibt 96 Bytes. Daraus
resultiert, daß in einen elementaren SCI-Ring mit einer Bandbreite von 500
MB/s pro Segment maximal Requests mit einer Bruttodatenrate von (84/
96)*500 MB/s = 437,5 MB/s eingespeist werden können, ohne daß Paketverluste
auftreten. An diesem Punkt sind (64/84)*437,5 MB/s = 333,3 MB/s Nettodurchsatz
zu erwarten. Bei höheren Raten als 437,5 MB/s gehen Daten verloren,
weil der Sender stationär schneller Pakete produziert als sie seine SCI-
Schnittstelle über den Ring abtransportieren kann.
Versucht man beispielsweise 450 MB/s Eingangsdatenrate in den Ring einzuspeisen,
sind dies laut Rechnung 12,5 MB/s zuviel, was netto in Paketverlusten
von (64/84)*12,5 MB/s = 9,5 MB/s resultiert. Subtrahiert man die Paketverluste
vom berechneten Sollwert, erhält man denselben Wert wie bei 437,5
MB/s Eingangsrate, nämlich 333,3 MB/s. Beide Werte wurden vom Simulator
ebenfalls geliefert, wodurch Rechnung und Simulation sich gegenseitig bestätigen.
Für alle Eingangsraten, die oberhalb von 437,5 liegen, sollte man unter
Vernachlässigung der nichtlinearen Ringsättigung ebenfalls 333,3 MB/s Nettodurchsatz
beim Empfänger erhalten, da jeder zusätzlich eingespeiste Verkehr
in gleichem Maße in Paketverluste umgesetzt wird und so den Durchsatz nicht
verändern kann. Es müßte sich also in diesem Bereich im Diagramm das für
Sättigung typische Hochplateau ergeben.
Wie sich der Durchsatz in Wirklichkeit verhält, zeigt die Ausschnittsvergrößerung
der Simulation in Bild 7.2.2. Tatsächlich steigt der Durchsatz bis zum
berechneten Wert von 437,5 MB/s an und erreicht dort sein Maximum, und im
Bereich um 450 MB/s ergibt sich das vorausgesagte Sättigungshochplateau, das
ab 452,5 MB/s aufgrund der Ringsättigung wieder abfällt. Zusätzlich zeigt die
Simulation einen nicht vorausgesagten Effekt zwischen 437,5 MB/s und 447,5
MB/s, der bewirkt, daß es in diesem Bereich zu einem lokalen Abfall des
Durchsatzes kommt.
Insgesamt stimmen Rechnung und Simulation sehr gut überein, wodurch die
Präzision von SCINET bestätigt wird. Der Vorteil der Simulation ist, selbst bei
dem sehr einfachen System eines elementaren SCI-Rings, daß der Simulator
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