SysElegance Research Lab


Исследование эффективности протоколов удаленного доступа


Page URL:
http://syselegance.ru/ru/technologies/research/remote_access_protocols.php
Copyright:
© 2003-2017 SysElegance Ltd. All rights reserved.

Цели исследования:

  • определить эффективность использования SysElegance Network Accelerator в условиях, соответствующим реальным WAN-каналам разного уровня удаленности;
  • определить динамику эффективности SysElegance Network Accelerator;
  • определить эффективный диапазон оправданного применения продукта, необходимый для его правильного позиционирования;
  • определить эффективность технологий оптимизации SysElegance Network Accelerator в сравнении с продуктами компании Citrix, семейство протоколов ICA которых используют ряд технологий для адаптации к WAN-каналам. Для исследования использовались две версии протокола – новейшая (13.1) и наиболее распространенная (12.1).

Параметры оборудования

Операционная система для тестирования протокола RDP - Windows Server 2003 R2 Enterprise SP2 (RDP версии 5.2) – наиболее распространенная версия Windows, используемая корпоративными клиентами для организации распределенного доступа.

Для тестирования продуктов Citrix использовался Citrix XenDesktop 5.5 Enterpise с операционной системой Windows XP Professional SP3 для тестирования семейства протоколов ICA.

Для моделирования и создания сегментов удаленной сети использовался промышленный аппаратный WAN-эмулятор, работающий на канальном уровне сетевой модели OSI.

Все инсталляции были сделаны по-умолчанию и легко воспроизводимы.

Никаких оптимизаций и настроек операционной системы или программного обеспечения не производилось.

Клиенты терминальных систем

В качестве клиента терминальных систем использовалась рабочая станция с операционной системой Windows XP Professional SP3.

Для тестирования протокола RDP использовался клиент RDP версии 6.1, идущий с операционной системой, параметры по умолчанию.

Для тестирования протокола RDP, оптимизированного при помощи SysElegance Network Accelerator, использовался тот же клиент RDP версии 6.1, идущий с операционной системой, параметры по умолчанию.

Для тестирования продуктов Citrix использовались клиенты Citrix Receiver (ICA) – версий 12.1 и 13.1, параметры по умолчанию.

Создавались полноэкранные сеансы с разрешением 1280х1024 и цветностью 16 бита. Среда сеанса – стандартный рабочий стол Windows.

Как снимались показатели

Для исследования производительности передачи графической и текстовой информации использовался стандартизированный тест "2D Graphics" программного продукта "PerformanceTest" версии 7 производства компании Passmark Software.

По окончанию тестового цикла, результирующие показатели сохранялись в виде скриншотов (снимков экрана) в папке "[PROTOCOL]" под именем "[PROTOCOL]-[LATENCY].PNG", где PROTOCOL – название тестируемого протокола, а LATENCY – время задержки пакетов канала связи. Все скриншоты с результатами тестирования прилагаются к документу.

Позднее, показатели тестов приоретизировались и анализировались. Суть приоретизации показателей состоит в присвоении каждому из них весового коэффициента, согласно их актуальности в условиях реальной эксплуатации терминальных систем. Так, работа с текстовой информацией, шрифтами и интерфейсными элементами Windows имеют значительно больший весовой коэффициент в бизнес-приложениях на распределенных терминальных системах, чем, например, работа с прозрачными векторами.

Benchmark Type SysElegance Value
Graphics 2D - Solid Vectors 15%
Graphics 2D - Transparent Vectors 5%
Graphics 2D - Complex Vectors 5%
Graphics 2D - Fonts and Text 25%
Graphics 2D - Windows Interface 25%
Graphics 2D - Image Filters 5%
2D Graphics - Image Rendering 20%
Total 100%

Таблица 1 – Приоретизация показателей теста "2D Graphics" программы "PerformanceTest" версии 7

Приоретизация показателей теста "2D Graphics" программы "PerformanceTest" версии

Диаграмма 1 – Приоретизация показателей теста "2D Graphics" программы "PerformanceTest" версии

Полное разъяснение использованных показателей программы "PerformanceTest" находятся в приложении "Детализация показателей измерения производительности 2D графики программы "PerformanceTest" (из документации к программе, на языке оригинала).

Затем, используя приведенную ниже формулу, выводился результирующий показатель – "SysElegance Remote Graphics Mark":

SysElegance Remote Graphics Mark = (
Graphics 2D - Solid Vectors * 15% +
Graphics 2D - Transparent Vectors * 5% +
Graphics 2D - Complex Vectors * 5% +
Graphics 2D - Fonts and Text * 25% +
Graphics 2D - Windows Interface * 25% +
Graphics 2D - Image Filters * 5% +
2D Graphics - Image Rendering * 20% )
 
/(7 * 100)

На наш взгляд, показатель "SysElegance Remote Graphics Mark" является наиболее сбалансированным и максимально точно характеризующим параметр качества работы графического протокола удаленного доступа.

Ход исследования

С каждым тестируемым протоколом было проведено по 5 групп тестов:

Local Connection - Ethernet, 10 mbps, 1 ms latency, 0% packet loss – исследование в условиях локальной сети без дополнительных воздействий позволяет увидеть максимальную производительность протоколов для дальнейшего сравнения.

Дополнительные цели данного исследования:

– выяснить уровень служебного потребления сетевых ресурсов ("overhead") SysElegance Network Accelerator

  • City Connection - E1, 2,048 mbps, 50 ms latency (5 ms jitter, 10% correlation), 1% packet loss (10% correlation) – исследование в условиях, эмулирующих качественное соединение между объектами в одном городе.
  • Country Connection - E1, 2,048 mbps, 100 ms latency (10 ms jitter, 10% correlation), 1% packet loss (10% correlation) – исследование в условиях, эмулирующих качественное соединение между объектами в разных городах или некачественное в одном городе.
  • Continental Connection - E1, 2,048 mbps, 250 ms latency (25 ms jitter, 10% correlation), 2% packet loss (10% correlation) – исследование в условиях, эмулирующих качественное соединение между объектами в разных странах или некачественное в одной стране.
  • Intercontinental Connection - E1, 2,048 mbps, 500 ms latency (50 ms jitter, 10% correlation), 2% packet loss (10% correlation) – исследование в условиях, эмулирующих качественное соединение между объектами на разных континентах или некачественное соединение между объектами в разных странах.

Из группы проведенных тестов, пять выбранных случайным образом, были проведены повторно для контроля качества и воспроизводимости результатов.

Демонстрационная версия программного продукта "PerformanceTest" версии 7 производства компании Passmark Software доступна в виде файла "petst.zip" каталога "Benchmark", который прилагается к документу для самостоятельного тестирования и сопоставления результатов.

Дополнительно, демонстрационный ход тестирования был записан в виде видеофайла "SysElegance Network Accelerator Test.avi" каталога "Benchmark".

Особенности работы семейства протоколов ICA

Глядя на результаты исследования может показаться, что протокол ICA улучшает свою производительность с ухудшением качества канала, превосходя показатели локальной сети.

Причиной данного поведения является работа технологии "Adaptive Display", которая должна регулировать качество графики в зависимости от качества канала. Технология пришла на смену "ручной" технологии "Progressive Display" как её автоматизированная замена.

Для передачи меньшего количества информации, "Adaptive Display" пропускает кадры передаваемых данных и понижает качество изображения, при этом преждевременно рапортуя локальной видеосистеме об успешной обработке и отображении необходимой графики.

Таким образом, показатели производительности семейства протоколов ICA улучшаются с каждым увеличением времени задержки пакетов. С одной стороны, это обеспечивает работоспособность семейства протоколов ICA на плохих каналах, но, при этом по умолчанию, качество графики протоколов ICA значительно уступает качеству графики протокола RDP даже в условиях локальной сети.

Итоги исследования

Test Type Latency RDP SNA ICA12 ICA13
Result % Result % Result % Result %
Local Connection 0 1818.14 100.00% 1758.43 96.72% 1169.14 64.30% 1185.07 65.18%
City Connection 50 1418.86 100.00% 1589.14 112.00% 1245.64 87.79% 1229.29 86.64%
Country Connection 100 1388.64 100.00% 1534.93 110.53% 1255.71 90.43% 1260.64 90.78%
Continental Connection 250 948.07 100.00% 1418.86 149.66% 1276.57 134.65% 1263.14 133.23%
Intercontinental Connection 500 562.57 100.00% 1352.00 240.33% 1291.64 229.60% 1308.00 232.50%

Таблица 2 – Итоги исследования эффективности SysElegance Network Accelerator
Колонка "Test Type" таблицы содержит название теста, колонка "Latency" - время задержки пакетов, а колонка "Result" - показатель "SysElegance Remote Graphics Mark".

Исследование протокола RDP являлось "эталонным", поэтому в относительных сравнениях (колонка "%") результаты производительности протокола RDP брались за 100%

Динамические и редактируемые данные приведенной таблицы находятся в файле "SysElegance Network Accelerator.xls". Его можно использовать для подстановки и расчёта дополнительных значений.

Динамика изменения производительности протоколов при увеличении времени задержки пакетов

График 2 - Динамика изменения производительности протоколов при увеличении времени задержки пакетов

Динамика изменения производительности протоколов при увеличении времени задержки пакетов

Диаграмма 2 – Динамика изменения производительности протоколов при увеличении времени задержки пакетов

Динамика производительности протоколов в сравнении с протоколом RDP при увеличении времени задержки пакетов

График 3 - Динамика производительности протоколов в сравнении с протоколом RDP при увеличении времени задержки пакетов

Выводы

Исследование SysElegance Network Accelerator помогло найти ответы на вопросы его эффективности, а также на ряд сопутствующих вопросов. Их неполный перечень (исключая, например, финансово-экономическую составляющую) и анализ результатов предлагаются для ознакомления ниже.

Определить эффективность использования SysElegance Network Accelerator в условиях, соответствующим реальным WAN-каналам разного уровня удаленности;
На каналах, время задержки пакетов которых составляет от 25 до 500 миллисекунд (мс), производительность SysElegance Network Accelerator выигрывает у производительности других тестируемых протоколов.
Выяснить уровень служебного потребления сетевых ресурсов ("overhead") SysElegance Network Accelerator.
При отсутствии задержки пакетов или на каналах, время задержки пакетов которых не превышает 25 мс, производительность SysElegance Network Accelerator на несколько процентов уступает в производительности протоколу RDP из-за внутреннего служебного потребления сетевых ресурсов.
Определить динамику эффективности SysElegance Network Accelerator.
На каналах, время задержки пакетов которых составляет более 25 мс, с увеличением времени задержки пакетов эффективность SysElegance Network Accelerator повышается и достигает 240% при времени задержки пакетов 500 мс.
Определить эффективность технологий оптимизации SysElegance Network Accelerator в сравнении с продуктами компании Citrix, семейство протоколов ICA которых используют ряд технологий для адаптации к WAN-каналам.
Для исследования использовались две версии семейства протоколов ICA – новейшая (13.1) и наиболее распространенная (12.1).
По результатам исследования, производительность прокола ICA 13.1 практически соответствует производительности прокола ICA 12.1, имея незначительные улучшения в области работы с текстом и шрифтами.
Для передачи меньшего количества информации, технология "Adaptive Display" пропускает кадры передаваемых данных и понижает качество изображения.
На каналах, время задержки пакетов которых не превышает 150 мс, семейство протоколов ICA проигрывает по производительности даже протоколу RDP.
На каналах, время задержки пакетов которых превышает 150 мс, семейство протоколов ICA выигрывает по производительности у протокола RDP, но значительно проигрывает по качеству.
Производительность SysElegance Network Accelerator с разрывом 10-20% опережает производительность семейства протоколов ICA, обеспечивая при этом качество протокола RDP.
Определить эффективный диапазон оправданного применения SysElegance Network Accelerator, необходимый для его правильного позиционирования.

SysElegance Network Accelerator технически оправданно использовать на каналах, время задержки пакетов которых составляет от 150 до 500 мс. В этом диапазоне эффективность SysElegance Network Accelerator составляет от 125% до 240%, что является существенным и ощутимым показателем улучшения качества работы удаленных пользователей.

Исследование показало, что продукция компании SysElegance является наиболее экономной и оптимизированной.

Приложение 1: Детализация показателей измерения производительности 2D графики программы "PerformanceTest 7"

This suite contains a number of tests that exercise the standard Windows graphics functions. The results from this suite depend on the speed at which the video card can carry out 2D graphics operations and the color depth currently in use.

Solid Vectors

Draws a rectangle filled with a gradient, a solid filled ellipse, a line, and bezier and a solid filled star as many times as possible. Every 32nd cycle the colors are randomized.

Transparent Vectors

Same as previous test however all color fills are partially transparent. This test performs poorly on versions of Windows prior to Vista. It is likely that Vista's 2d performance has been optimized to deal with the new Aero interface.

Complex Vectors

Draws a jungle scene using a number of complex vector images of trees and animals. This scene will be drawn as many times as possible within the time limit and always finishes on a complete drawing of the scene.

Fonts and Text

Tests the performance of the graphics card with the typical rendering of Fonts and Text.

Windows Interface

Test the performance of the graphics card and the Windows Display settings for interacting with the Graphical User Interface. The test includes the performance measurement of Common GUI controls: treeview, listview, sliders and edit boxes, as well as window movement and resizing.

Image Filters

Applies rotation, brightness and greyscale filters to an image. Counts the number of filters applied per second.

Image Rendering

Measures the rate at which a bitmap image can be rendered to the screen at various sizes. The test always finishes on a complete cycle of rendering smallest to largest.

The result of each test is presented using a particular unit of measurement.

Vectors / Sec - Thousands of vectors drawn per second - Used to measure the number of vector objects that can be drawn in a window per second. This is a measure of the 2D graphics performance.

Complex Vectors / Sec - Complex vectors drawn per second - Used to measure the number of complex vector objects that can be drawn in a window per second. This is a measure of the 2D graphics performance.

Filters / Sec - Filters per second - Number of image filters applied per second.

Images / Sec - Thousands of bitmap images per second - Used to measure the number of bitmap images that can be drawn in a window per second. This is a measure of the 2D graphics performance.

Shapes / Sec - Thousands of shapes per second - Used to measure the number of shapes that can be drawn in a window per second. This is a measure of the 2D graphics performance.

Composite Average - This is an extra heading used for the summary section. It doesn’t really represent a particular unit of measurement as it is a combination (weighted average) of several other measurements.