Hodnota šířky pásma. Propustnost komunikačního kanálu. Celkový výkon zařízení

S rozvojem technologií se rozšířily i možnosti internetu. Aby je však uživatel mohl plně využít, musí být stabilní a vysokorychlostní připojení. Především záleží na šířce pásma komunikačních kanálů. Proto je nutné zjistit, jak měřit rychlost přenosu dat a jaké faktory ji ovlivňují.

Jaká je šířka pásma komunikačních kanálů?

Abychom poznali a pochopili nový termín, musíte vědět, co je to komunikační kanál. Pokud mluvit prostá řeč, komunikační kanály jsou zařízení a prostředky, kterými se přenos provádí na dálku. Například komunikace mezi počítači se provádí pomocí optických vláken a kabelové sítě. Kromě toho je běžný způsob komunikace přes rádiový kanál (počítač připojený k modemu nebo Wi-Fi síti).

Propustnost se nazývá nejvyšší rychlost přenos informací v jedné konkrétní časové jednotce.

Obvykle se k označení propustnosti používají následující jednotky:

Měření šířky pásma

Měření šířky pásma - dost důležitá operace. Provádí se za účelem přesnou rychlost připojení k internetu. Měření lze provést pomocí následujících kroků:

• Nejjednodušší je stáhnout velký soubor a poslat ho na druhý konec. Nevýhodou je, že nelze určit přesnost měření.
• Kromě toho můžete použít zdroj speedtest.net. Služba umožňuje měřit šířku internetového kanálu "vedoucího" k serveru. Tato metoda však také není vhodná pro holistické měření, služba poskytuje data na celé lince na server, nikoli na konkrétním komunikačním kanálu. Navíc měřený objekt nemá přístup globální síť Internet.
• Optimálním řešením pro měření bude utilita Iperf klient-server. Umožňuje měřit čas, množství přenesených dat. Po dokončení operace poskytne program uživateli zprávu.

Pomocí výše uvedených metod můžete speciální problémy opatření skutečnou rychlost připojení k internetu. Pokud naměřené hodnoty neodpovídají aktuálním potřebám, možná budete muset zvážit změnu poskytovatele.

Výpočet šířky pásma

Pro nalezení a výpočet propustnosti komunikační linky je nutné použít Shannon-Hartleyho teorém. Říká: šířku pásma komunikačního kanálu (linky) můžete zjistit výpočtem vzájemného vztahu mezi potenciální šířkou pásma a šířkou pásma komunikační linky. Vzorec pro výpočet propustnosti je následující:

I=Glog2 (1+As/An).

V tomto vzorci má každý prvek svůj vlastní význam:

• já- znamená nastavení maximálního výkonu.
• G- parametr šířky pásma určeného pro přenos signálu.
• Tak jako/ A n- poměr šumu a signálu.

Shannon-Hartleyova věta nám umožňuje říci, že za účelem snížení vnější hluk nebo zvýšit sílu signálu, je nejlepší použít široký datový kabel.

Způsoby přenosu signálu

K dnešnímu dni existují tři hlavní způsoby přenosu signálu mezi počítači:

• Rádiový přenos.
• Přenos dat kabelem.
• Přenos dat prostřednictvím připojení optických vláken.

Každá z těchto metod má individuální charakteristiky komunikačních kanálů, které budou diskutovány níže.

Mezi výhody přenosu informací rádiovými kanály patří: všestrannost použití, snadná instalace a konfigurace takového zařízení. K příjmu a metodě se zpravidla používá rádiový vysílač. Může to být modem pro počítač nebo adaptér Wi-Fi.

Mezi nevýhody tohoto způsobu přenosu patří nestabilní a relativně nízká rychlost větší závislost na dostupnosti rádiových věží a také vysoké náklady na jejich používání ( Mobilní internet téměř dvakrát dražší než "stacionární").

Výhody přenosu dat po kabelu jsou: spolehlivost, snadná obsluha a údržba. Informace se přenášejí přes elektrický proud. Relativně řečeno, proud pod určitým napětím se pohybuje z bodu A do bodu B. A je později přeměněn na informaci. Dráty dokonale odolávají teplotním změnám, ohýbání a mechanický náraz. Mezi nevýhody patří nestabilní rychlost a také zhoršení spojení vlivem deště nebo bouřky.

Snad nejdokonalejší tento moment technologií pro přenos dat je použití optického kabelu. Při návrhu komunikačních kanálů sítě komunikačních kanálů se používají miliony malých skleněných trubiček. A signál přenášený přes ně je světelný impuls. Protože rychlost světla je několikrát vyšší než rychlost proudu, tuto technologii umožnilo několikasetnásobné zrychlení připojení k internetu.

Mezi nevýhody patří křehkost optických kabelů. Za prvé, nemohou stát mechanické poškození: prasklé trubice jimi neprojdou světelným signálem a náhlé změny teploty vedou k jejich prasknutí. No, zvýšené radiační pozadí způsobuje zakalení trubic - kvůli tomu se může signál zhoršit. Navíc se optický kabel těžko opravuje, pokud se rozbije, takže jej musíte kompletně vyměnit.

Výše uvedené naznačuje, že v průběhu času se komunikační kanály a sítě komunikačních kanálů zdokonalují, což vede ke zvýšení rychlosti přenosu dat.

Průměrná propustnost komunikačních linek

Z výše uvedeného lze usoudit, že komunikační kanály se liší svými vlastnostmi, které ovlivňují rychlost přenosu informací. Jak již bylo zmíněno dříve, komunikační kanály mohou být drátové, bezdrátové a založené na použití optických kabelů. Poslední typ vytváření sítí pro přenos dat je nejúčinnější. A jeho průměr propustnost komunikační kanál - 100 Mbps.

Co je to beat? Jak se měří přenosová rychlost?

Bitová rychlost je mírou rychlosti připojení. Počítáno v bitech, nejmenších jednotkách úložiště informací, po dobu 1 sekundy. Bylo to vlastní komunikačním kanálům v éře „raného rozvoje“ internetu: v té době v globální web byly přeneseny převážně textové soubory.

Nyní je základní jednotkou měření 1 byte. Ta se zase rovná 8 bitům. Začínající uživatelé velmi často dělají omyl: matoucí kilobity a kilobajty. To vede ke zmatku, když kanál s šířkou pásma 512 kbps nesplňuje očekávání a poskytuje rychlost pouze 64 KB/s. Aby nedošlo k záměně, je třeba si uvědomit, že pokud se bity používají k označení rychlosti, pak bude záznam proveden bez zkratek: bits / s, kbit / s, kbit / s nebo kbps.

Faktory ovlivňující rychlost internetu

Jak víte, konečná rychlost internetu závisí také na šířce pásma komunikačního kanálu. Rychlost přenosu informací je také ovlivněna:

• Způsoby připojení.

Rádiové vlny, kabely a kabely z optických vláken. Vlastnosti, výhody a nevýhody těchto způsobů připojení byly diskutovány výše.

• Zatížení serveru.

Čím je server zaneprázdněnější, tím pomaleji přijímá nebo vysílá soubory a signály.

• Vnější rušení.

Nejsilnější rušení ovlivňuje spojení vytvořené pomocí rádiových vln. Je to způsobeno mobily, rádiové přijímače a další rádiové přijímače a vysílače.

• Stát síťová zařízení.

Samozřejmostí jsou způsoby připojení, stav serverů a přítomnost rušení důležitá role v poskytování vysokorychlostní internet. Nicméně, i když jsou výše uvedené indikátory normální a internet má nízkou rychlost, pak je záležitost skryta v síťovém vybavení počítače. Moderní síťové karty schopný udržovat připojení k internetu rychlostí až 100 Mbps. Dříve karty mohla poskytnout maximální propustnost 30 a 50 Mbps, v daném pořadí.

Jak zvýšit rychlost internetu?

Jak již bylo zmíněno dříve, šířka pásma komunikačního kanálu závisí na mnoha faktorech: na způsobu připojení, výkonu serveru, přítomnosti šumu a rušení a také na stavu síťového zařízení. Chcete-li zvýšit rychlost připojení v domácím prostředí, můžete vyměnit síťová zařízení za pokročilejší a také přejít na jiný způsob připojení (od rádiových vln po kabel nebo optiku).

Konečně

Stručně řečeno, stojí za to říci, že šířka pásma komunikačního kanálu a rychlost internetu nejsou totéž. Pro výpočet první hodnoty musíte použít Shannon-Hartleyův zákon. Podle něj lze snížit šum a také zvýšit sílu signálu výměnou přenosového kanálu za širší.

Je také možné zvýšit rychlost připojení k internetu. Provádí se však změnou poskytovatele, změnou způsobu připojení, vylepšením síťového vybavení a také oplocení zařízení pro přenos a příjem informací ze zdrojů, které způsobují rušení.

Volá se kapacita kanálu maximální hodnota rychlost, jakou jsou informace přenášeny tímto kanálem. To znamená, že šířka pásma charakterizuje potenciál pro přenos informací. Propustnost linky se měří v bitech za sekundu (bps).

Ze vztahu je vidět, že pokud by výkon signálu nebyl omezen, pak by propustnost byla nekonečně velká. Šířka pásma je nulová, když je poměr signálu k šumu Rc/Rw roven nule. Jak se tento poměr zvyšuje, propustnost se neomezeně zvyšuje.

Tento výraz udává horní, fyzikálně nedosažitelnou mez pro rychlost přenosu informace, protože jeho odvození předpokládalo ideální kódování pro opravu chyb, které vyžaduje nekonečně dlouhou dobu přenosu informace pro svou implementaci.

Shannon také dokázal, že zprávy žádné diskrétní zdroj lze zakódovat signály z(t) na vstupu kanálu a rekonstruovat ze signálů na výstupu kanálu z"(t) s pravděpodobností chyby libovolně blízko nule pro H"(a) C není možné. Zde H "(a) je výkon zdroje při dané rychlosti nebo výkon vysílače pro řízený zdroj. Proto, aby byl systém přenosu diskrétních informací ekonomický (efektivní), je nutné koordinovat zdroj zprávy s kanálem. Vzhledem k tomu, že výkon informačního zdroje H "(a ) je obvykle uveden, pak jsou největší zájem dva případy: H"(a)C a H"(a)

V prvním případě může být vysílač a přijímač velmi jednoduchý a tudíž levný, protože pokud šířka pásma kanálu překročí výkon zdroje, můžete se omezit na nejjednodušší způsoby přenosu (kódování, modulace) a příjmu (rozhodovací obvody) a získat dostatečnou věrnost. To však využívá velmi drahý kanál, protože široká šířka pásma nebo vysoký odstup signálu od šumu jsou drahé.

Ve druhém případě lze použít levnější kanál s nižší šířkou pásma, ale jsou vyžadovány pokročilejší způsoby vysílání a příjmu, tzn. dražší vysílač a přijímač. Z výše uvedeného vyplývá, že by měl existovat optimální poměr C a H"(a), při kterém jsou celkové náklady na diskrétní systém přenosu informací minimální. Při stanovení tohoto minima je třeba vzít v úvahu, že s S rozvojem elektronických technologií klesají náklady na transceivery rychleji než náklady na komunikační kanály, to znamená, že v průběhu času se poměr C / H "(a) snižuje.

V tomto případě je kapacita kanálu větší než kapacita zdroje, takže tento kanál lze použít k přenosu analogových a digitálních signálů. Světlá výška kapacity kanálu ve srovnání s výkonem zdroje by mohla být použita k aplikaci entropie nebo kódování opravujícího chyby.

Šířka pásma

Šířka pásma- metrická charakteristika ukazující poměr maximálního počtu procházejících jednotek (informace, objekty, objem) za jednotku času kanálem, systémem, uzlem.

Používá se v různých oblastech:

• v komunikacích a informatice PS - maximální dosažitelné množství předávaných informací;
• v dopravě P. S. - počet jednotek dopravy;
• ve strojírenství - objem procházejícího vzduchu (oleje, maziva).

Lze jej měřit v různých, někdy vysoce specializovaných, jednotkách – kusech, bit/s, tunách, metrech krychlových atd.

V informatice se definice šířky pásma obvykle aplikuje na komunikační kanál a je definována jako maximální množství informací přenášených nebo přijatých za jednotku času.
Šířka pásma je z pohledu uživatele jedním z nejdůležitějších faktorů. Odhaduje se podle množství dat, které může síť v rámci limitu přenést za jednotku času z jednoho připojeného zařízení do druhého.

Kapacita kanálu

Nejvyšší možná rychlost přenosu informací v daném kanálu se nazývá jeho šířka pásma. Kapacita kanálu je rychlost přenosu informace při použití „nejlepšího“ (optimálního) zdroje, kodéru a dekodéru pro daný kanál, proto charakterizuje pouze kanál.

Šířka pásma diskrétního (digitálního) kanálu bez rušení

C = log(m) bitů/symbol

kde m je základ kódu signálu použitého v kanálu. Rychlost přenosu informace v diskrétním kanálu bez šumu (ideální kanál) je rovna jeho kapacitě, když jsou znaky v kanálu nezávislé a všech m znaků abecedy je stejně pravděpodobných (používají se stejně často).

Šířka pásma neuronové sítě

Propustnost neuronové sítě je aritmetický průměr mezi objemy zpracovaných a generovaných informací neuronovou sítí za jednotku času.

viz také

• Seznam šířek pásma datových rozhraní

Nadace Wikimedia. 2010 .

Podívejte se, co je "Bandwidth" v jiných slovnících:

Šířka pásma- průtok vody přepadovými armaturami s nezaplavenou výtokovou nálevkou. Zdroj: GOST 23289 94: Sanitární jezové armatury. Specifikace původního dokumentu… Slovník-příručka termínů normativní a technické dokumentace

Celkové množství ropných produktů, které lze přečerpat potrubím (přes terminál) za jednotku času. Skladovací kapacita nádrže (tankové farmy) je celkové množství ropných produktů, které lze skladovat v ... ... Finanční slovní zásoba

propustnost- Hmotnostní průtok pracovního média ventilem. [GOST R 12.2.085 2002] propustnost KV Průtok kapaliny (m3/h), s hustotou rovnou 1000 kg/m3, prošel regulačním orgánem při poklesu tlaku 1 kgf/cm2. Aktuální… … Technická příručka překladatele

Maximální množství informací, které lze zpracovat za jednotku času, měřeno v bitech/s ... Psychologický slovník

Výkon, výkon, výkon, kapacita Slovník ruských synonym ... Slovník synonym

Šířka pásma- - viz mechanismus údržby ... Ekonomický a matematický slovník

propustnost- Kategorie. Ergonomická charakteristika. Specifičnost. Maximální množství informací, které lze zpracovat za jednotku času, měřeno v bitech/s. Psychologický slovník. JIM. Kondakov. 2000... Velká psychologická encyklopedie

propustnost- Maximální počet vozidel, která mohou projet daným úsekem silnice v konkrétním čase... Zeměpisný slovník

KAPACITA- (1) silnice největší počet pozemních dopravních jednotek (miliony párů vlaků), které může tato silnice projet za jednotku času (hodinu, den); (2) P. s. komunikační kanál maximální bezchybná přenosová rychlost (viz) na daném kanálu ... ... Velká polytechnická encyklopedie

KAPACITA- nejvyšší rychlost přenosu dat zařízení, se kterým informace vstupují do paměťového zařízení beze ztrát při zachování vzorkovací frekvence a analogově-digitální konverze. pro zařízení s architekturou na propustnosti paralelní sběrnice ... ... Slovník pojmů a termínů formulovaných v normativních dokumentech ruské legislativy

Ilja Nazarov
Systémový inženýr společnosti "INTELCOM line".

Po posouzení požadované šířky pásma na každém z úseků IP sítě je nutné rozhodnout o volbě OSI sítě a technologií spojové vrstvy. V souladu s vybranými technologiemi jsou určeny nejvhodnější modely síťových zařízení. Tato otázka také není jednoduchá, protože propustnost přímo závisí na výkonu hardwaru a výkon zase závisí na softwarové a hardwarové architektuře. Podívejme se podrobněji na kritéria a metody pro hodnocení propustnosti kanálů a zařízení v sítích IP.

Kritéria hodnocení propustnosti

Od příchodu teorie dálkového provozu bylo vyvinuto mnoho metod pro výpočet kapacity kanálu. Na rozdíl od metod výpočtu aplikovaných na sítě s přepojováním okruhů je však výpočet požadované propustnosti v paketových sítích poměrně složitý a je nepravděpodobné, že poskytne přesné výsledky. Za prvé je to způsobeno velkým množstvím faktorů (zejména vlastních moderním multiservisním sítím), které je poměrně obtížné předvídat. V sítích IP je společná infrastruktura obvykle sdílena více aplikacemi, z nichž každá může používat svůj vlastní odlišný dopravní model. Navíc v rámci jedné relace se provoz přenášený v dopředném směru může lišit od provozu procházejícího v opačném směru. Výpočty navíc komplikuje fakt, že se může měnit rychlost provozu mezi jednotlivými uzly sítě. Proto ve většině případů při budování sítí je posouzení propustnosti vlastně dáno obecnými doporučeními výrobců, statistickými studiemi a zkušenostmi jiných organizací.

Staňte se členem Active-SB Affiliate Programu a získáte:

Splátková platba za skladové položky (s výhradou poskytnutí kompletního balíku dokumentů);

Umístění společnosti v sekci „Instalace“ při nákupu zařízení na měsíční bázi ve výši více než 100 000 rublů;

Cashback v rámci Bonusového programu ve výši až 5 % z částky nákupů

Aby bylo možné více či méně přesně určit, jakou šířku pásma vyžaduje navrhovaná síť, je nutné především vědět, jaké aplikace budou použity. Dále je u každé aplikace nutné analyzovat, jak bude přenos dat probíhat ve zvolených časových obdobích, jaké protokoly se k tomu používají.

Jako jednoduchý příklad uvažujme aplikace malé podnikové sítě.

Příklad výpočtu propustnosti

Předpokládejme, že v síti je 300 funkčních počítačů a stejný počet IP telefonů. Plánuje se využití následujících služeb: e-mail, IP-telefonie, video dohled (obr. 1). Pro video dohled je použito 20 kamer, ze kterých jsou video streamy přenášeny na server. Pokusme se odhadnout, jaká maximální šířka pásma je vyžadována pro všechny služby na kanálech mezi přepínači jádra sítě a na spojeních s každým ze serverů.

Ihned je třeba poznamenat, že všechny výpočty musí být prováděny pro dobu největší síťové aktivity uživatelů (v teorii teletraffic - CNN, špičkové hodiny), protože obvykle v takových obdobích je nejdůležitější výkon sítě a výsledná zpoždění a selhání aplikací související s nedostatkem šířky pásma jsou nepřijatelné. V organizacích může k největšímu zatížení sítě docházet například na konci sledovaného období nebo při sezónním přílivu zákazníků, kdy se telefonuje nejvíce a odesílá se nejvíce mailových zpráv.

E-mailem
Vraťme se k našemu příkladu, zvažte e-mailovou službu. Využívá protokoly, které běží nad TCP, to znamená, že rychlost přenosu dat je neustále upravována a snaží se zabrat veškerou dostupnou šířku pásma. Vyjdeme tedy z maximální hodnoty prodlevy při odeslání zprávy - předpokládejme, že uživateli bude ke klidu stačit 1 sekunda. Dále je potřeba odhadnout průměrný objem odeslané zprávy. Předpokládejme, že ve špičkách činnosti budou poštovní zprávy často obsahovat různé přílohy (kopie faktur, sestavy atd.), takže pro náš příklad vezmeme průměrnou velikost zprávy 500 kb. A nakonec posledním parametrem, který musíme zvolit, je maximální počet zaměstnanců, kteří současně odesílají zprávy. Řekněme, že polovina zaměstnanců současně stiskne tlačítko "Odeslat" v e-mailovém klientovi během spěchu. Požadovaná maximální propustnost pro e-mailový provoz by pak byla (500 kb x 150 hostitelů)/1 s = 75 000 kb/s nebo 600 Mbps. Z toho můžeme okamžitě usoudit, že pro připojení poštovního serveru k síti musíte použít kanál Gigabit Ethernet. V jádru sítě bude tato hodnota jedním z výrazů, které tvoří celkovou požadovanou šířku pásma.

Telefonování a video dohled
Ostatní aplikace – telefonie a video dohled – jsou podobné ve struktuře streamování: oba typy provozu jsou přenášeny pomocí protokolu UDP a mají víceméně pevnou přenosovou rychlost. Hlavní rozdíly jsou v tom, že pro telefonii jsou toky obousměrné a omezené dobou hovoru, pro video dohled jsou toky přenášeny jedním směrem a jsou zpravidla kontinuální.

Pro odhad potřebné propustnosti pro telefonní provoz předpokládejme, že ve špičkách aktivity může počet současných spojení procházejících bránou dosáhnout 100. Při použití kodeku G.711 v ethernetových sítích je rychlost jednoho streamu včetně hlaviček a servisních paketů je přibližně 100 kb/s. V období nejvyšší aktivity uživatelů tedy bude požadovaná šířka pásma v jádru sítě 10 Mbps.

Provoz video dohledu se vypočítává poměrně jednoduše a přesně. Předpokládejme, že v našem případě videokamery přenášejí toky o rychlosti 4 Mbps každá. Požadovaná šířka pásma se bude rovnat součtu rychlostí všech video streamů: 4 Mbps x 20 kamer = 80 Mbps.

V důsledku toho zbývá sečíst získané špičkové hodnoty pro každou ze síťových služeb: 600 + 10 + 80 = 690 Mbps. To bude požadovaná šířka pásma v jádře sítě. Návrh by měl také zvážit možnost škálování tak, aby komunikační linky mohly co nejdéle sloužit provozu rostoucí sítě. V našem příkladu bude použití gigabitového Ethernetu stačit k uspokojení požadavků služeb a zároveň bude možné síť plynule rozšiřovat připojením více uzlů.

Uvedený příklad samozřejmě není ani zdaleka referenční – každý případ je třeba posuzovat samostatně. Ve skutečnosti může být topologie sítě mnohem složitější (obr. 2) a propustnost je třeba odhadnout pro každou část sítě.

Je třeba vzít v úvahu, že provoz VoIP (IP telefonie) není distribuován pouze z telefonů na server, ale také přímo mezi telefony. Kromě toho mohou mít různá oddělení v organizaci různé síťové aktivity: help desk provádí více telefonních hovorů, projektové oddělení používá e-mail více než ostatní, technické oddělení spotřebovává internetový provoz více než ostatní atd. V důsledku toho mohou některé části sítě vyžadovat větší šířku pásma než jiné.

Užitečná a celková šířka pásma

V našem příkladu jsme při výpočtu rychlosti streamování IP telefonie vzali v úvahu použitý kodek a velikost hlavičky paketu. Toto je důležitý detail, který je třeba mít na paměti. V závislosti na metodě kódování (použitých kodecích), množství dat přenášených v každém paketu a použitých protokolech spojové vrstvy se vytvoří celková šířka pásma toku. Je to celková šířka pásma, která by měla být brána v úvahu při odhadování požadované šířky pásma sítě. To je nejdůležitější pro IP telefonii a další aplikace, které používají streamování v reálném čase s nízkou rychlostí, ve kterých je velikost hlaviček paketů významnou částí velikosti paketů. Pro názornost porovnejme dva VoIP streamy (viz tabulka). Tyto toky používají stejnou kompresi, ale různé velikosti užitečného zatížení (skutečný digitální zvukový tok) a různé protokoly spojové vrstvy.

Rychlost přenosu dat ve své nejčistší podobě, bez zohlednění hlaviček síťových protokolů (v našem případě digitálního audio streamu), je užitečná šířka pásma. Jak je vidět z tabulky, při stejné užitečné propustnosti toků se jejich celková propustnost může značně lišit. Při výpočtu požadované šířky pásma sítě pro telefonní hovory ve špičce, zejména u telekomunikačních operátorů, tedy hraje významnou roli volba kanálových protokolů a parametrů toku.

Výběr vybavení

Volba protokolů link-layer obvykle není problém (dnes se častěji řeší otázka, jakou šířku pásma by měl mít ethernetový kanál), ale i zkušený technik může mít potíže s výběrem správného zařízení.

Rozvoj síťových technologií spolu s rostoucími potřebami aplikací pro šířku pásma sítě nutí výrobce síťových zařízení vyvíjet nové softwarové a hardwarové architektury. Často u jednoho výrobce existují na první pohled podobné modely zařízení, ale určené k řešení různých síťových problémů. Vezměte si například ethernetové přepínače: spolu s obvyklými přepínači používanými v podnicích má většina výrobců přepínače pro budování úložných sítí, pro organizaci služeb operátora atd. Modely stejné cenové kategorie se liší svou architekturou, „nabroušenou“ pro určité úkoly.

Kromě celkového výkonu by se výběr hardwaru měl řídit také podporovanými technologiemi. V závislosti na typu zařízení může být určitá sada funkcí a typů provozu zpracována na hardwarové úrovni, bez použití CPU a paměťových zdrojů. V tomto případě bude provoz ostatních aplikací zpracováván na softwarové úrovni, což značně snižuje celkový výkon a ve výsledku i maximální propustnost. Například vícevrstvé přepínače jsou díky své sofistikované hardwarové architektuře schopné přenášet IP pakety bez snížení výkonu, když jsou všechny porty plně zatíženy. Navíc, pokud chceme použít složitější zapouzdření (GRE, MPLS), pak nám takové přepínače (alespoň levné modely) pravděpodobně nebudou vyhovovat, protože jejich architektura nepodporuje odpovídající protokoly a v nejlepším případě k takovému zapouzdření dojde na nízký výkon centrálního procesoru. Pro řešení takových problémů lze tedy uvažovat například o routerech, jejichž architektura je založena na vysoce výkonném centrálním procesoru a závisí více na softwarové než hardwarové implementaci. V tomto případě na úkor maximální propustnosti získáme obrovskou sadu podporovaných protokolů a technologií, které přepínače stejné cenové kategorie nepodporují.

Celkový výkon zařízení

V dokumentaci pro svá zařízení výrobci často uvádějí dvě hodnoty maximální propustnosti: jedna je vyjádřena v paketech za sekundu, druhá v bitech za sekundu. To je způsobeno skutečností, že většina výkonu síťového zařízení je obvykle vynaložena na zpracování hlaviček paketů. Zhruba řečeno, zařízení musí přijmout paket, najít pro něj vhodnou přepínací cestu, vytvořit novou hlavičku (je-li to nutné) a předat ji dál. Je zřejmé, že v tomto případě nehraje roli množství přenesených dat za jednotku času, ale počet paketů.

Pokud porovnáme dva toky přenášené stejnou rychlostí, ale s různými velikostmi paketů, pak tok s menší velikostí paketů bude vyžadovat vyšší výkon. Tuto skutečnost je třeba vzít v úvahu, pokud má síť využívat například velké množství toků IP telefonie - maximální propustnost v bitech za sekundu bude mnohem menší, než je zde deklarováno.

Je jasné, že při smíšeném provozu a i s přihlédnutím k doplňkovým službám (NAT, VPN), jak je tomu v drtivé většině případů, je velmi obtížné vypočítat zatížení prostředků zařízení. Výrobci zařízení nebo jejich partneři často provádějí zátěžové testy různých modelů za různých podmínek a výsledky zveřejňují na internetu ve formě srovnávacích tabulek. Seznámení s těmito výsledky značně zjednodušuje výběr vhodného modelu.

Úskalí modulárního vybavení

Pokud je vybrané síťové zařízení modulární, pak kromě výrobcem slibované flexibilní konfigurace a škálovatelnosti můžete získat spoustu „úskalí“.

Při výběru modulů byste si měli pečlivě přečíst jejich popis nebo se poradit s výrobcem. Nestačí se řídit pouze typem rozhraní a jejich počtem – musíte se také seznámit s architekturou samotného modulu. U podobných modulů není neobvyklé, že některé dokážou při přenosu provozu zpracovávat pakety autonomně, zatímco jiné jednoduše předávají pakety centrální procesorové jednotce k dalšímu zpracování (u stejných externích modulů se cena za ně může lišit několik časy). V prvním případě je celkový výkon zařízení a v důsledku toho jeho maximální propustnost vyšší než v druhém, protože centrální procesor přesouvá část své práce na modulové procesory.

Modulární zařízení má navíc často blokovací architekturu (kdy je maximální propustnost nižší než celková rychlost všech portů). To je způsobeno omezenou šířkou pásma interní sběrnice, přes kterou si moduly mezi sebou vyměňují provoz. Pokud má například modulární přepínač interní sběrnici 20 Gb/s, lze pro jeho linkovou kartu se 48 porty Gigabit Ethernet při plném zatížení použít pouze 20 portů. I na tyto detaily je třeba pamatovat a při výběru zařízení si pečlivě prostudovat dokumentaci.

Při navrhování IP sítí je šířka pásma klíčovým parametrem, který ovlivní architekturu sítě jako celku. Pro přesnější odhad propustnosti můžete postupovat podle těchto pokynů:

1. Prostudujte si aplikace, které plánujete používat v síti, technologie, které používají, a objemy přenášeného provozu. Využijte rad vývojářů a zkušeností kolegů, abyste při budování sítí zohlednili všechny nuance těchto aplikací.
2. Naučte se podrobně síťové protokoly a technologie používané těmito aplikacemi.
3. Při výběru zařízení si pečlivě přečtěte dokumentaci. Chcete-li mít nějaké zásoby hotových řešení, podívejte se na produktové řady různých výrobců.

Díky tomu si při správné volbě technologií a vybavení můžete být jisti, že síť plně splní požadavky všech aplikací a jelikož je dostatečně flexibilní a škálovatelná, vydrží dlouhou dobu.

Název parametru	Význam
Předmět článku:	Šířka pásma
Rubrika (tematická kategorie)	Technologie

Hlavním úkolem, pro jehož řešení je jakákoli síť postavena, je rychlý přenos informací mezi počítači. Z tohoto důvodu kritéria týkající se kapacity sítě nebo části sítě dobře odrážejí kvalitu výkonu sítě její primární funkce.

Existuje velké množství možností pro definování kritérií tohoto typu, stejně jako v případě kritérií třídy "reaction time". Tyto možnosti se mohou od sebe lišit: zvolená jednotka měření množství přenášených informací, povaha zohledňovaných dat - pouze uživatelská data nebo uživatelská data spolu s obslužnými, počet bodů pro měření přenášeného provozu, metoda zprůměrování výsledků pro síť jako celek. Podívejme se podrobněji na různé způsoby konstrukce kritéria propustnosti.

Kritéria, která se liší v jednotkách měření přenášených informací. Jako měrná jednotka pro přenášené informace se obvykle používají pakety (nebo rámce, dále tyto termíny budou používány jako synonyma) nebo bity. Podle toho se propustnost měří v paketech za sekundu nebo bitech za sekundu.

Vzhledem k tomu, že počítačové sítě fungují na principu přepojování paketů (resp. rámců), má smysl měřit množství informací přenášených v paketech, zejména proto, že propustnost komunikačních zařízení pracujících na úrovni datového spoje a výše se také nejčastěji měří v paketech. za sekundu. Zároveň vzhledem k proměnlivé velikosti paketů (to je typické pro všechny protokoly s výjimkou ATM, který má pevnou velikost paketu 53 bajtů) je měření propustnosti v paketech za sekundu spojeno s určitou nejistotou - pakety, z nichž protokol a co znamená velikost? Nejčastěji se jedná o pakety protokolu Ethernet, jako nejběžnější, mající minimální velikost protokolu 64 bajtů (bez preambule). Pakety minimální délky jsou voleny jako referenční, protože vytvářejí nejobtížnější režim provozu pro komunikační zařízení - výpočetní operace prováděné s každým příchozím paketem závisí velmi málo na jeho velikosti, proto zpracování na jednotku přenesené informace Minimální délka paket vyžaduje mnohem více operací, než je maximální délka paketu.

Měření propustnosti v bitech za sekundu (pro lokální sítě se rychlosti měří v milionech bitů za sekundu - typičtější jsou Mb/s) poskytuje přesnější odhad rychlosti přenášených informací než při použití paketů.

Kritéria, která se liší v zohlednění servisních informací. Každý protokol má hlavičku, která přenáší informace o službě, a datové pole, které přenáší informace, které jsou pro tento protokol považovány za uživatelské informace. Například v rámci protokolu Ethernet minimální velikosti je 46 bajtů (ze 64) datové pole a zbývajících 18 jsou servisní informace. Při měření propustnosti v paketech za sekundu není možné oddělit uživatelské informace od servisních, ale při měření bitově to možné je.

Pokud je propustnost měřena bez rozdělení informací na informace o uživateli a službě, pak v tomto případě nelze nastavit úlohu výběru protokolu nebo zásobníku protokolů pro danou síť. Je to proto, že i když při výměně jednoho protokolu za jiný získáme vyšší šířku pásma sítě, neznamená to, že síť bude fungovat rychleji pro koncové uživatele – pokud je podíl servisních informací na jednotku uživatelských dat rozdílný (a v v obecném případě), pak můžete zvolit pomalejší verzi sítě jako optimální. Pokud se typ protokolu při nastavování sítě nezmění, lze také použít kritéria, která neoddělují uživatelská data od obecného proudu.

Při testování propustnosti sítě na aplikační vrstvě je nejsnazší způsob měření propustnosti prostřednictvím uživatelských dat. K tomu stačí změřit čas potřebný k přenosu souboru určité velikosti mezi serverem a klientem a vydělit velikost souboru přijatým časem. Pro měření celkové propustnosti jsou potřeba speciální měřicí nástroje - analyzátory protokolů nebo SNMP nebo RMON agenti zabudovaní do operačních systémů, síťových adaptérů nebo komunikačních zařízení.

Kritéria, která se liší počtem a umístěním bodů měření.Šířku pásma lze měřit mezi libovolnými dvěma uzly nebo body v síti, jako například mezi klientským počítačem 1 a serverem 3 v příkladu znázorněném na obrázku 1.2. V tomto případě se výsledné hodnoty propustnosti změní za stejných provozních podmínek sítě v závislosti na tom, mezi kterými dvěma body se měří. Vzhledem k tomu, že v síti současně pracuje velké množství uživatelských počítačů a serverů, je kompletní charakteristika propustnosti sítě dána sadou propustností měřených pro různé kombinace interagujících počítačů - tzv. matice provozu síťového uzlu. Existují speciální měřicí nástroje, které fixují matici provozu pro každý síťový uzel.

Protože data v sítích na cestě k cílovému uzlu obvykle procházejí několika tranzitními mezistupněmi zpracování, lze za kritérium účinnosti považovat šířku pásma samostatného mezilehlého síťového prvku - samostatného kanálu, segmentu nebo komunikačního zařízení.

Znalost celkové propustnosti mezi dvěma uzly nemůže poskytnout úplné informace o možných způsobech jejího zvýšení, protože z celkového čísla nelze pochopit, který z mezistupňů zpracování paketů zpomaluje síť nejvíce. Z tohoto důvodu jsou data o propustnosti jednotlivých prvků sítě užitečná při rozhodování, jak ji optimalizovat.

V tomto příkladu pakety na cestě z klientského počítače 1 na server 3 procházejí následujícími zprostředkujícími prvky sítě:

Segment AR SwitchR Segment BR RouterR Segment CR RepeaterR Segment D.

Každý z těchto prvků má určitou šířku pásma, v souvislosti s tím se celková šířka pásma sítě mezi počítačem 1 a serverem 3 bude rovnat minimu šířky pásma komponent trasy a zpoždění přenosu jednoho paketu (jeden z možnosti pro určení doby odezvy) bude rovna součtu zpoždění zavedených každým prvkem. Chcete-li zvýšit propustnost rozložené cesty, musíte v první řadě věnovat pozornost nejpomalejším prvkům - v tomto případě bude s největší pravděpodobností router.

Má smysl definovat celkovou šířku pásma sítě jako průměrné množství informací přenesených mezi všemi uzly sítě za jednotku času. Celkovou propustnost sítě lze měřit jak v paketech za sekundu, tak v bitech za sekundu. Když je síť rozdělena na segmenty nebo podsítě, celková šířka pásma sítě se rovná součtu šířek pásma podsítí plus šířky pásma mezisegmentových nebo propojovacích spojů.

Šířka pásma - pojem a typy. Klasifikace a vlastnosti kategorie "Propustnost" 2017, 2018.

- Soubor o velikosti 30 MB je přenesen po síti za 24 sekund. Šířka pásma sítě je

Asi 10 Mbps 261. Fotografie CD čtečky je na obrázku. O 4 O 1 O 2 O +3 X 228. Chronologická posloupnost vzhledu operačních systémů: a) MS DOS b) Windows XP c) Windows "98 d) Windows Vista O + a), c), b), d ) Databáze charakteristik polí ne... .

- Šířka pásma.

Je určena vzdáleností mezi sousedními jedoucími vlaky. Čím kratší je tato vzdálenost, tím větší je kapacita linky. V současné době existují dva typy linek metra: linky s automatickým blokováním a ochranné úseky linky s běžně ... .

- Šířka pásma.

Je určena vzdáleností mezi sousedními jedoucími vlaky. Čím kratší je tato vzdálenost, tím větší je kapacita linky. V současné době existují dva typy linek metra: linky s automatickým blokováním a ochranné úseky linky s běžně ... [číst dále] .

- Kapacita vozovky, modely a výpočtové metody

Propustnost - číslo, které může BP projít, což poskytuje potřebnou bezpečnost a pohodlí pro pohyb. PS může být: - teoretický; -praktický. Teoretická PS je definována jako poměr uvažovaného časového období T k času, který ... .

- Průtočná kapacita exportních plynovodů na bývalé hranici SSSR, miliardy metrů krychlových ročně

Plynovod Kapacita Směr exportu Přes Ukrajinu: Orenburg-Západní hranice (Užhorod) Slovensko, Česká republika, Rakousko, Německo, Francie, Švýcarsko, Slovinsko, Itálie Urengoy-Užhorod Slovensko, Česká republika, Rakousko,... .