Ağ Simülasyon Ortamları

Önceki ders bir yol seçiminin sonucunu saydı: seçim yapıldı, kırk özneye uygulandı, kuyruk ölçüldü. Kursun bütün ölçümleri bu sırayı izledi. İşletmede bu sıra tersine çevrilmek istenir — kaldıraca dokunmadan önce kuyruğun ne olacağı bilinsin.

Laboratuvar ortamı (lab environment) tam olarak bunun için kurulur: gerçek ağın bir kopyası çıkarılır, değişiklik önce orada uygulanır, sonuç orada okunur. Bu dersin sorusu laboratuvarın nasıl kurulduğu değildir. Soru şudur: laboratuvar gerçeği ne kadar temsil eder, ve orada doğrulanmış bir değişiklik sahada kaç öznede başka türlü davranır.

Laboratuvarın Sözü

Laboratuvar üç şeyi eksiksiz verir. Topoloji tam olarak kopyalanabilir: hangi aygıtın hangi aygıta bağlı olduğu, hangi alt ağın nerede durduğu, hangi yolun hangi maliyeti taşıdığı. Yapılandırma metindir, dolayısıyla birebir taşınır. Ve laboratuvar yıkılabilir: bozulan bir kurulum silinip yeniden yaratılır, bu yüzden sahada denenemeyecek şeyler orada denenir.

Vermediği de üçtür ve ölçüyü ilgilendiren kısım budur. Zamanlama gerçek değildir: sanal bağlantıların gecikmesi kurgudur, kuyruk davranışı gerçek yükte olduğu gibi çıkmaz. Yük gerçek değildir: laboratuvarda üretilen trafik sahadakinin biçimini değil ölçeğini taklit eder. Ve donanım gerçek değildir: aygıtın kendi kaynak sınırları, yonga düzeyindeki tablo kapasitesi, satıcıya özgü davranışları genel bir vekille temsil edilir.

Bu üçüncüsü kaldıracı doğurur. Bir laboratuvar her aygıtı ayrı ayrı modellemez; bir modelleme ölçeği seçilir ve o ölçek kırk öznenin hepsi için geçerlidir.

# ogretilen laboratuvar tanimi , calistirilmamistir

topoloji:
  dugum:
    - ad: omurga-1
      model: genel yonlendirici
      arayuz: [ge-0, ge-1]
    - ad: kenar-07
      model: genel anahtar
      arayuz: [ge-0, ge-1]
  bag:
    - omurga-1:ge-0 <-> kenar-07:ge-0
      gecikme: 5ms          # kurgudur, olculmus degildir
      kapasite: 1g          # kurgudur

dogrulama:
  - erisilebilirlik: kenar-07 -> omurga-1
  - yapilandirma farki: sahadaki ile laboratuvardaki
  - geri alma provasi: degisiklik uygulanir ve geri alinir

Dökümdeki model: genel satırları dersin bütün sorusunu taşır. Laboratuvarda duran nesne sahadaki aygıtın kendisi değil, onun sınıfıdır. Sınıf davranışı doğru, aygıt davranışı yaklaşıktır.

Kaldıraç: Laboratuvarın Ölçeği

Ölçek bir maliyet kararıdır. Kırk özneyi birebir modellemek kırk düğüm, kırk yapılandırma ve kırk kat kaynak demektir; dört özneyi modellemek bunun onda biridir. Operatör tek bir sayı seçer: laboratuvarda kaç özne temsil edilecek.

Ölçülen değişiklik somut bir şeydir: her aygıtta sabit bir miktar kaynak ayıran bir yapılandırma. Aygıtın kapasitesi bu miktarın altındaysa değişiklik o aygıtta başarısız olur. Bunun yanında ikinci bir başarısızlık kaynağı vardır ve ölçekle hiç ilgisi yoktur: özel aygıtlar laboratuvarda genel bir vekille temsil edildiği için, laboratuvarın onlar hakkında verdiği hüküm kanıt değildir.

Ölçümün varsayımları:

• OT74 — Kırk özne kursun sabit kümesidir ve değiştirilmez. Öznenin kapasitesi değişikliğin tüketebileceği kaynağın üst sınırıdır.
• OT75 — Değişiklik her aygıtta 45 birim ayırır; kapasitesi bunun altında olan aygıt sahada başarısız olur.
• OT76 — Özel aygıt laboratuvarda genel bir vekille temsil edilir. Kapasitesi yeterli olsa bile sahada başka davranır ve laboratuvar bunu hiçbir ölçekte göremez.
• OT77 — Ölçek, modellenen öznelerin özne numarasına göre eşit aralıkla seçilmesidir: ölçek dörtte her onuncu, kırkta hepsi modellenir. Seçim kâhini kullanmaz.
• OT78 — Kâhin kurgunun kendisidir: kapasiteyi ve hangi aygıtın özel olduğunu biz yazdığımız için biliriz. Laboratuvar bu bilgiye erişmez.
• OT79 — Ölçüm bir laboratuvar kurulumu değildir; hiçbir düğüm başlatılmaz, hiçbir aygıt komutu çalıştırılmaz. Sayılan şey temsilin kapsamıdır.

Ölçüm

"""Laboratuvar ortami: tek olcek karari kirk oznenin temsilini belirler.

Kaldirac   - laboratuvarda birebir modellenen ozne sayisi.
Kuyruk     - degisikligin sahada basarisiz oldugu ozne.
Gorunmeyen - sahada basarisiz olup laboratuvarda hic gorunmeyen ozne.
"""
TOHUM = 20260812
AYRILAN = 45      # degisikligin her aygitta ayirdigi birim


def uretec(tohum):
    d = tohum % 2147483646 + 1

    def r(n):
        nonlocal d
        d = (d * 48271) % 2147483647
        return d % n
    return r


def ozneler(sayi=40, tohum=TOHUM):
    r, liste = uretec(tohum), []
    for i in range(sayi):
        liste.append({
            "no": i + 1,
            "kapasite": 20 + r(81),
            "gecikme": 5 + r(45),
            "sinif": ("etkilesim", "toplu", "yedek")[r(3)],
            "ozel": r(9) == 0,
        })
    return liste


def sahada(o):
    """Degisiklik bu oznede basarisiz olur mu?"""
    return o["kapasite"] < AYRILAN or o["ozel"]


def laboratuvarda(o, modellenen):
    """Laboratuvar bu basarisizligi onceden gorur mu?

    Ozel aygit genel bir vekille temsil edilir; davranisi uretilemez.
    """
    return o["no"] in modellenen and o["kapasite"] < AYRILAN and not o["ozel"]


oz = ozneler()
print(f"özne {len(oz)} | değişikliğin ayırdığı {AYRILAN} birim | "
      f"kapasitesi yetmeyen {sum(o['kapasite'] < AYRILAN for o in oz)} | "
      f"özel aygıt {sum(o['ozel'] for o in oz)} | "
      f"sahada başarısız {sum(sahada(o) for o in oz)}")
print()
print(f"{'ölçek':>6s} {'modellenen':>11s} {'modellenmeyen':>14s} "
      f"{'sahada başarısız':>17s} {'laboratuvarda görülen':>22s} {'kaçan':>6s}")
for adim in (10, 5, 2, 1):
    modellenen = {o["no"] for o in oz if o["no"] % adim == 0}
    gorulen = sum(laboratuvarda(o, modellenen) for o in oz)
    basarisiz = sum(sahada(o) for o in oz)
    print(f"{len(modellenen):6d} {len(modellenen):11d} "
          f"{len(oz) - len(modellenen):14d} {basarisiz:17d} "
          f"{gorulen:22d} {basarisiz - gorulen:6d}")

print()
tam = {o["no"] for o in oz}
kacan = [o for o in oz if sahada(o) and not laboratuvarda(o, tam)]
print(f"tam ölçekte kaçan {len(kacan)} özne:",
      [(o["no"], o["kapasite"], "özel" if o["ozel"] else "genel") for o in kacan])

özne 40 | değişikliğin ayırdığı 45 birim | kapasitesi yetmeyen 12 | özel aygıt 9 | sahada başarısız 17

 ölçek  modellenen  modellenmeyen  sahada başarısız  laboratuvarda görülen  kaçan
     4           4             36                17                      0     17
     8           8             32                17                      1     16
    20          20             20                17                      3     14
    40          40              0                17                      8      9

tam ölçekte kaçan 9 özne: [(4, 30, 'özel'), (7, 78, 'özel'), (12, 55, 'özel'), (20, 29, 'özel'), (25, 31, 'özel'), (26, 56, 'özel'), (31, 57, 'özel'), (33, 24, 'özel'), (40, 70, 'özel')]

Ölçek Neyi Değiştirdi

Ortadaki sütun ölçekten ölçeğe hiç kıpırdamıyor: sahada başarısız olan özne her ölçekte 17. Laboratuvar sahayı değiştirmiyor, çünkü laboratuvar sahaya dokunmuyor. Kaldıracın değiştirdiği tek şey sağdaki iki sütundur.

Ölçek 4’te laboratuvar hiçbir başarısızlığı önceden görmüyor. Doğrulama tamamlanıyor, rapor temiz çıkıyor, değişiklik onaylanıyor — ve sahada on yedi aygıtta başarısız oluyor. Ölçek 8’de görülen 1, ölçek 20’de 3 oluyor. Kırk öznenin yarısını modelleyen bir laboratuvar, on yedi başarısızlığın üçünü yakalıyor.

Ölçek 40’ta modellenmeyen özne kalmıyor ve görülen 8’e çıkıyor. Kaçan yine de 9‘dur. Son satır bu dokuzun kim olduğunu söylüyor: dokuzunun dokuzu da özel aygıt. Beşinin kapasitesi 45’in üstündedir — başarısızlıkları kapasiteden değil, genel vekilin temsil edemediği davranıştan gelir. Kalan dördünün kapasitesi zaten yetersizdir ve laboratuvar bunu ölçebilecek durumda olsaydı görürdü; göremiyor, çünkü o dört aygıt hakkında verdiği hüküm hiçbir yönde kanıt değildir.

Buradan çıkan sonuç kursun üçüncü iddiasının son biçimidir. Laboratuvarın ölçeği başarısızlığı azaltmadı; kaçının önceden görüldüğünü değiştirdi. Ve ölçeği sonuna kadar büyütmek bile kuyruğu kapatmıyor, çünkü kuyruğun bir bölümü ölçekten değil temsilden geliyor. Kırk düğümlük bir laboratuvar dört düğümlükten on kat çok düğüm ister ve karşılığında kaçan 17’den 9’a iner.

Bu, laboratuvarı gereksiz kılmaz; ne için kullanılacağını değiştirir. Laboratuvarın güvenilir olduğu yer topolojidir — erişilebilirlik, yapılandırma farkı, geri alma provası. Güvenilmez olduğu yer kapasite ve aygıta özgü davranıştır. Sahada uygulanacak her toplu değişiklikte laboratuvar bu yüzden tek başına yeterli değildir: yanına kuru çalışma, kademeli yayma ve yazılı bir geri alma adımı konur. Dokuz özne laboratuvarda görünmüyorsa, onları ilk dalgada değil son dalgada görmek gerekir.

Özet

• Laboratuvar topolojiyi, yapılandırmayı ve geri alma provasını güvenilir biçimde verir; zamanlamayı, gerçek yükü ve aygıta özgü davranışı vermez.
• Laboratuvarın ölçeği tek bir kaldıraçtır ve sahadaki başarısızlığı değiştirmez: kırk öznenin 17’si her ölçekte başarısız olur.
• Ölçek 4’te laboratuvar bu on yedinin hiçbirini, ölçek 20’de 3’ünü, tam ölçekte 8’ini önceden görür.
• Tam ölçekte bile kaçan 9 özne vardır ve dokuzu da özel aygıttır; kuyruğun bu bölümü ölçekten değil, genel vekille temsil edilmekten gelir.
• Laboratuvar bu yüzden onayın kendisi değil bir parçasıdır; yanında kuru çalışma, kademeli yayma ve yazılı geri alma bulunmak zorundadır.

Kurs Kapanışı

Kurs boyunca tek bir soru soruldu: operatör bir kaldıraca dokunduğunda, kırk özneden kaçına yanlış hizmet etti. On altı ders bu soruyu on altı ayrı nesnede sordu ve her seferinde iki sayı çıkardı — kuyruk, ve kuyruğun göstergede görünmeyen bölümü.

Ders	Kaldıraç	Kuyruk	Görünmeyen
Yük Dengeleyiciler	dengeleyicinin katmanı	katman 4’te 17, katman 7’de 16 aşan özne	bağlantı sayısı göstergesi herkese 10 der; aşan 17 özne orada yoktur
Yük Dengeleme Algoritmaları	dağıtım kuralı	yük 1200’de 6 / 0 / 0 / 7, yük 2600’de 23 / 40 / 40 / 22	1200’de boşta duran 1160 birim
Ters Vekil ve İleri Vekil	tek bir sınır sayısı	ters vekilde korunmayan özne 6’dan 34’e, ileri vekilde kısılan özne 27’den 4’e	ileri vekilin hiç görmediği 9 özne ve 430 birim
İçerik Dağıtım Ağları	kenarda hangi içeriğin duracağı	çekmede ıska 33’ten 245’e çıkar, sınırlı itmede 379 olur	kenarın hiç görmediği nesne 7’den 25’e; itmede boşa duran 402 birim
Hizmet Kalitesi	sıralama kuralı	karşılanamayan 433 birim üç kuralda da aynıdır; kuyruklu özne 40 / 9 / 29	genel ortalama bekleme 1,19’dan 0,40’a inerken en uzun bekleme 3’ten 13’e çıkar
Ağ Telemetrisi	örnekleme oranı	kaçan ağır olay 0 / 13 / 15 / 20 / 20	hiç görünmeyen özne 0 / 1 / 8 / 17 / 26
Aygıt İzleme Protokolleri	yoklama zaman aşımı ve bildirim eşiği	zaman aşımı yiyen 30’dan 0’a; kaçan ağır 18’den 4’e	hiç sorulmayan 11, hiç raporlanmayan 35’e kadar çıkar
Paket Çözümleme	yakalama filtresinin darlığı ve tampon boyu	en dar filtre 91 akışı dışarıda bırakır ve 21 ağır olay kaçırır; süzgeçsizde 32 akış tampona sığmaz	filtre dar iken hiç görünmeyen 33 özne, süzgeçsizde bile 5
Erişilebilirlik ve Gecikme Ölçümü	sınama listesinin kapsamı	dört hedefte 36 özne hiç sınanmaz; gösterge 37,5–62,5 arasında salınırken gerçek değer 57,5%’te durur	görünmeyen erişilemez özne 15 / 12 / 11 / 3 / 0, kaçan ağır olay 20’ye kadar
Ağ Otomasyonunun Gerekçesi	elle dokunuş yerine tek şablon	elle 122 dokunuşta 12 hata, 10 hatalı aygıt	şablonun sapan 6 aygıtından raporda görünmeyen 6 / 3 / 3
Yapılandırma Modelleri	yapılandırma modelinin kapsamı	modelin dışında kalan alan 42 / 17 / 9	hiçbir modelin temsil edemediği 9 alan örneği
Programlanabilir Arayüzler	istek biçimi	ekleme biçimi etkisiz değildir ve ikinci uygulamada 40 aygıtta durumu değiştirir; yeniden denemede 5 aygıtı bozar	tam değişimin bildirmeden sildiği 9 aygıtın model dışı alanı
Betikle Aygıt Yönetimi	kırk aygıta uygulanan tek şablon	uyan 34, sapan 6 — şablon hangi sınıfa göre yazılırsa yazılsın	raporda görünmeyen sapan 6 / 3 / 3, raporun kapsamı 0,000 / 0,500 / 0,500
Bulut Ağ Kavramları	tek alt ağ önek uzunluğu	/26’da bloğuna sığmayan 17 alt ağ	boşta duran adres: /25’te 2584, /27’de 9
Hibrit Bağlantı	iç trafiğin yol seçimi	ikisi birlikte 9 özne, dokuzu da toplu sınıfından	payı 15 ms’den az kalan 5 özne
Ağ Simülasyon Ortamları	laboratuvarın ölçeği	sahada başarısız 17 özne, her ölçekte	tam ölçekte bile görünmeyen 9 özel aygıt

On altı satırın her biri kendi dersinin ölçümünden okunmuştur; hiçbir sayı ortak tanımdan kopyalanmamıştır.

Tablo tek bir örüntüyü tekrarlıyor. Kaldıracın “iyi” ayarı yoktur; kuyruğun yerini değiştiren ayarları vardır. Ve her satırın sağ sütunu aynı şeyi söylüyor: bir kaldıracın en pahalı etkisi ölçtüğü şeye değil, ölçemediği şeye yaptığıdır.

Bu kursla birlikte M04 müfredatı kapanıyor. Altı kurs aynı ağı altı ayrı ölçüyle geçti.

Kurs	Ölçü ekseni
İnternet Nasıl Çalışır	tek bir isteğin uçtan uca izi ve her aşamanın bir sonrakine devrettiği tek şey
Ağ Modelleri ve Protokoller	katmanın verdiği söz ile açıkça vermediği söz
Uygulama Katmanı Protokolleri	aracının iletiden gidiş–dönüşsüz alabildiği karar
Anahtarlama ve Yönlendirme	tabloların anlaşmadığı sürede paketin kaderi
Kablosuz Ağlar ve Ağ Güvenliği	niyet edilen sınır ile gerçekten geçenin farkı
Ağ İşletimi ve Otomasyon	tek kaldıracın kırk öznede bıraktığı kuyruk

Sıra rastgele değildir. İlk kurs bir isteği baştan sona izledi ve her aşamanın öncesini unuttuğunu gösterdi. İkincisi bu unutmayı katmanlara böldü ve her katmanın neyi vaat edip neyi açıkça vaat etmediğini ayırdı. Üçüncüsü vaadin iletide nasıl yazıldığını ve okuyanın ondan ne çıkarabildiğini saydı. Dördüncüsü iletiyi taşıyan yolun kendisinin de bir uzlaşma süresi olduğunu gösterdi. Beşincisi o yola konan sınırın niyetiyle sonucunun ayrıldığı yeri ölçtü. Altıncısı, bütün bunları kırk özneye birden uygulayan tek bir eli saydı.

Son adımda bir şey değişir. Bu kursun her ölçümünde tek bir operatör vardı: kaldıraca o dokunuyordu, kuyruğu o okuyordu, geri almayı o yazıyordu. Gerçekte böyle değildir. Şablonu biri yazar, gözden geçiren başkasıdır, uygulayan üçüncü kişidir, sahadaki dokuzuncu özel aygıtı yalnız dördüncü kişi tanır. Ağın işletilmesi bir ekip işidir — ve tabloların sağdaki sütunu, çoğu zaman bir kişinin bildiği ama yazılı olmadığı için ekibin bilmediği şeydir.

Ekip işinin kendi disiplini vardır ve o disiplin bu müfredatta değil, Yazılım Geliştirme Pratiği müfredatında kurulur: değişikliğin tarihçesinin tutulması, geri alınabilir biçimde kaydedilmesi, uygulanmadan önce bir başkasınca okunması ve kararın gerekçesinin yazıya geçmesi. Bu kursta “kuru çalışma, kademeli yayma, geri alma” diye yazılan üç adımın her biri orada bir pratiğe karşılık gelir. Kaldıraca dokunan el bir kişinin elidir; o elin ne yaptığını kırk öznenin sahibi olan ekibin bilmesi, ayrı bir disiplinin konusudur.