Производительность сети

Производительность сети относится к показателям качества обслуживания сети с точки зрения клиента.

Существует много разных способов измерения производительности сети, поскольку каждая сеть различна по своей природе и конструкции. Производительность также можно моделировать и симулировать, а не измерять; Одним из примеров этого является использование диаграмм перехода состояний для моделирования производительности очередей или использования сетевого симулятора.

Показатели эффективности

Следующие меры часто считаются важными:

• Пропускная способность, обычно измеряемая в битах в секунду, представляет собой максимальную скорость передачи информации.
• Пропускная способность — это фактическая скорость передачи информации.
• Задержка — задержка между отправителем и получателем, декодирующим его. В основном это функция времени распространения сигналов и времени обработки в любых узлах, через которые проходит информация.
• Изменение джиттера при задержке пакетов в получателе информации
• Частота ошибок — количество поврежденных битов, выраженное в процентах или долях от общего количества отправленных битов.

Пропускная способность

Основная статья: Пропускная способность (вычисления)

Доступная полоса пропускания канала и достижимое соотношение сигнал/шум определяют максимально возможную пропускную способность. Обычно невозможно отправить больше данных, чем того требует теорема Шеннона-Хартли .

Пропускная способность

Основная статья: Пропускная способность

Пропускная способность — это количество сообщений, успешно доставленных в единицу времени. Пропускная способность контролируется доступной полосой пропускания, а также доступным соотношением сигнал/шум и аппаратными ограничениями. Для целей данной статьи под пропускной способностью следует понимать, что она измеряется с момента поступления первого бита данных в получатель, чтобы отделить концепцию пропускной способности от концепции задержки. В обсуждениях такого типа термины «пропускная способность» и «пропускная способность» часто используются как взаимозаменяемые.

Временное окно — это период, в течение которого измеряется пропускная способность. Выбор подходящего временного окна часто будет доминировать при расчете пропускной способности, а то, будет ли задержка приниматься во внимание или нет, будет определять, влияет ли задержка на пропускную способность или нет.

Задержка

Основная статья: Задержка (инженерия)

Скорость света налагает минимальное время распространения на все электромагнитные сигналы. Невозможно уменьшить задержку ниже

$t=s/c_{m}$

где s — расстояние, а см _— скорость света в среде (примерно 200 000 км/с для большинства волоконных или электрических сред, в зависимости от их коэффициента скорости ). Приблизительно это означает дополнительную миллисекундную задержку туда и обратно (RTT) на каждые 100 км (или 62 мили) расстояния между хостами.

Другие задержки также происходят в промежуточных узлах. В сетях с коммутацией пакетов задержки могут возникать из-за организации очередей.

Джиттер

Основная статья: Джиттер

Джиттер – это нежелательное отклонение от истинной периодичности предполагаемого периодического сигнала в электронике и телекоммуникациях , часто по отношению к опорному источнику тактовой частоты . Джиттер может наблюдаться в таких характеристиках, как частота сигнала последовательных импульсов, амплитуда или фаза периодических сигналов. Джиттер является существенным и обычно нежелательным фактором при проектировании почти всех каналов связи (например, USB , PCI-e , SATA , OC-48 ). В приложениях восстановления тактовой частоты это называется джиттером синхронизации .

Частота ошибок

Основная статья: Частота битовых ошибок

В цифровой передаче количество битовых ошибок — это количество принятых бит по потока данных каналу связи , которые были изменены из-за шума , помех , искажений или синхронизации битов ошибок .

Коэффициент битовых ошибок или коэффициент битовых ошибок ( BER ) — это количество битовых ошибок, деленное на общее количество переданных битов за исследуемый интервал времени. BER — это безразмерный показатель производительности, часто выражаемый в процентах .

p Вероятность ошибки по битам e _{является} ожидаемым значением BER. BER можно рассматривать как приблизительную оценку вероятности ошибки по битам. Эта оценка точна для длительного интервала времени и большого количества битовых ошибок.

Взаимодействие факторов

Все вышеперечисленные факторы в сочетании с требованиями и восприятием пользователей играют роль в определении воспринимаемой «быстроты» или полезности сетевого подключения. Взаимосвязь между пропускной способностью, задержкой и пользовательским опытом наиболее точно понимается в контексте общей сетевой среды и как проблема планирования.

Алгоритмы и протоколы

Для некоторых систем задержка и пропускная способность являются связанными сущностями. В TCP/IP задержка также может напрямую влиять на пропускную способность. В TCP -соединениях большая задержка полосы пропускания соединений с высокой задержкой в ​​сочетании с относительно небольшими размерами TCP-окна на многих устройствах фактически приводит к резкому падению пропускной способности соединения с высокой задержкой вместе с задержкой. Это можно исправить с помощью различных методов, таких как увеличение размера окна перегрузки TCP, или более радикальных решений, таких как объединение пакетов, ускорение TCP и прямое исправление ошибок , которые обычно используются для спутниковых каналов с высокой задержкой.

TCP-ускорение преобразует TCP-пакеты в поток, аналогичный UDP . По этой причине программное обеспечение TCP-ускорения должно предоставлять свои собственные механизмы для обеспечения надежности соединения с учетом задержки и пропускной способности канала, а оба конца канала с высокой задержкой должны поддерживать используемый метод.

На уровне управления доступом к среде передачи (MAC) также решаются проблемы производительности, такие как пропускная способность и сквозная задержка.

Примеры систем с преобладанием задержки или пропускной способности

Многие системы можно охарактеризовать как преобладающие либо из-за ограничений пропускной способности, либо из-за ограничений задержки с точки зрения полезности или опыта конечного пользователя. В некоторых случаях жесткие ограничения, такие как скорость света, создают уникальные проблемы для таких систем, и ничего нельзя сделать, чтобы это исправить. Другие системы допускают значительную балансировку и оптимизацию для лучшего взаимодействия с пользователем.

Спутник

Телекоммуникационный спутник на геосинхронной орбите предполагает длину пути между передатчиком и приемником не менее 71 000 км. что означает минимальную задержку между запросом сообщения и получением сообщения, или задержку 473 мс. Эта задержка может быть очень заметной и влияет на услуги спутниковой телефонии независимо от доступной пропускной способности.

Связь в дальнем космосе

Эти соображения о большой длине пути усугубляются при общении с космическими зондами и другими целями дальнего действия за пределами атмосферы Земли. Сеть дальнего космоса , реализованная НАСА, является одной из таких систем, которая должна справиться с этими проблемами. GAO раскритиковало текущую архитектуру, в основном из-за задержек. Было предложено несколько различных методов для обработки прерывистого соединения и длительных задержек между пакетами, например, сети, устойчивые к задержкам .

Еще более глубокая космическая связь

На межзвездных расстояниях трудности в разработке радиосистем, которые вообще могут достичь какой-либо пропускной способности, огромны. В этих случаях поддержание связи является более серьезной проблемой, чем то, сколько времени это общение занимает.

Автономная передача данных

Транспортировка почти полностью зависит от пропускной способности, поэтому физическая доставка резервных ленточных архивов по-прежнему в основном осуществляется автотранспортом.

См. также

• Битрейт
• Измерение пропускной способности сети
• Измерение сетевого трафика
• Время ответа

Ссылки

• Раппапорт, Теодор С. (2002). Беспроводная связь: принципы и практика (2-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: PTR Prentice Hall. ISBN  0-13-042232-0 .
• Родди, Деннис (2001). Спутниковая связь (3-е изд.). Нью-Йорк [ua]: МакГроу-Хилл. ISBN  0-07-137176-1 .
• Фолл, Кевин, «Сетевая архитектура, устойчивая к задержкам для проблемного Интернета» , корпорация Intel, февраль 2003 г., номер документа: IRB-TR-03-003.
• Отчет Счетной палаты правительства (GAO) 06-445, СЕТЬ ГЛУБОКОГО КОСМОСА НАСА: Текущая структура управления не способствует эффективному сопоставлению ресурсов с будущими потребностями, 27 апреля 2006 г.

Внешние ссылки

• Веб-сайт сети дальнего космоса НАСА
• « Это задержка, глупый »