Производительность сети - Network performance

Производительность сети относится к мерам качество обслуживания сети глазами заказчика.

Существует множество различных способов измерения производительности сети, поскольку каждая сеть отличается по своей природе и конструкции. Производительность также можно смоделировать и смоделировать вместо измерения; 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 измеряется в битах в секунду, это максимальная скорость передачи информации.
  • Пропускная способность это фактическая скорость передачи информации
  • Задержка задержка между отправителем и получателем, декодирующими его, в основном это функция времени прохождения сигналов и времени обработки в любых узлах, через которые проходит информация
  • Джиттер изменение задержки пакета в получателе информации
  • Частота ошибок количество поврежденных битов, выраженное в процентах или долях от общего количества отправленных

Пропускная способность

Основная статья: Пропускная способность (вычисления)

Доступная полоса пропускания канала и достижимое отношение сигнал / шум определяют максимально возможную пропускную способность. Как правило, невозможно отправить больше данных, чем требуется Теорема Шеннона-Хартли.

Пропускная способность

Основная статья: Пропускная способность

Пропускная способность количество сообщений, успешно доставленных за единицу времени. Пропускная способность контролируется доступной полосой пропускания, а также доступным соотношением сигнал / шум и аппаратными ограничениями. Пропускная способность для целей этой статьи будет пониматься как измеренная по прибытию первого бита данных в приемник, чтобы отделить концепцию пропускной способности от концепции задержки. Для обсуждения этого типа термины «пропускная способность» и «полоса пропускания» часто используются как синонимы.

В Временное окно - период, за который измеряется пропускная способность. Выбор подходящего временного окна часто будет доминировать при расчетах пропускной способности, и то, учитывается ли задержка или нет, определяет, влияет ли задержка на пропускную способность или нет.

Задержка

Основная статья: Задержка (инженерная)

В скорость света устанавливает минимальное время распространения для всех электромагнитных сигналов. Невозможно уменьшить задержку ниже

где s - расстояние, а cм это скорость света в среде. Это примерно означает 1 дополнительную миллисекунду в оба конца (RTT) на 100 км / 62 мили расстояния между хостами.

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

Джиттер

Основная статья: Джиттер

Джиттер является нежелательным отклонением от истинной периодичности предполагаемой периодичности сигнал в электроника и телекоммуникации, часто по отношению к ссылке источник часов. Джиттер может наблюдаться в таких характеристиках, как частота последовательных импульсов сигнал амплитуда, или же фаза периодических сигналов. Джиттер является значительным и обычно нежелательным фактором при проектировании почти всех каналов связи (например, USB, PCI-e, SATA, OC-48 ). В восстановление часов приложения это называется джиттер синхронизации.[1]

Частота ошибок

Основная статья: Коэффициент битовых ошибок

В цифровая передача, количество битовые ошибки это количество полученных биты из поток данных через канал связи которые были изменены из-за шум, вмешательство, искажение или же битовая синхронизация ошибки.

В частота ошибок по битам или же коэффициент битовых ошибок (BER) - количество битовых ошибок, деленное на общее количество переданных битов за исследуемый интервал времени. BER - это безразмерная мера производительности, часто выражаемая как процент.

В вероятность битовой ошибки пе это ожидаемое значение BER. BER можно рассматривать как приблизительную оценку вероятности битовой ошибки. Эта оценка верна для длительного интервала времени и большого количества битовых ошибок.

Взаимодействие факторов

Все вышеперечисленные факторы в сочетании с требованиями пользователей и их восприятием играют роль в определении воспринимаемой «скорости» или полезности сетевого подключения. Взаимосвязь между пропускной способностью, задержкой и взаимодействием с пользователем наиболее точно понимается в контексте совместно используемой сетевой среды и как проблема планирования.

Алгоритмы и протоколы

Для некоторых систем задержка и пропускная способность связаны между собой. В TCP / IP задержка также может напрямую влиять на пропускную способность. В TCP связи, большой продукт задержки полосы пропускания соединений с высокой задержкой в ​​сочетании с относительно небольшими размерами окна TCP на многих устройствах фактически приводит к резкому падению пропускной способности соединения с высокой задержкой вместе с задержкой. Это можно исправить различными методами, такими как увеличение размера окна перегрузки TCP, или более радикальными решениями, такими как объединение пакетов, TCP ускорение, и упреждающее исправление ошибок, все из которых обычно используются для спутниковых каналов с большой задержкой.

Ускорение TCP преобразует пакеты TCP в поток, похожий на UDP. Из-за этого программное обеспечение ускорения TCP должно предоставлять свои собственные механизмы для обеспечения надежности канала с учетом задержки и пропускной способности канала, и 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 доминирующие либо из-за ограничений пропускной способности, либо из-за ограничений задержки с точки зрения полезности для конечного пользователя или опыта. В некоторых случаях жесткие ограничения, такие как скорость света, представляют собой уникальные проблемы для таких систем, и ничего нельзя сделать, чтобы исправить это. Другие системы обеспечивают значительную балансировку и оптимизацию для лучшего взаимодействия с пользователем.

спутник

Для телекоммуникационного спутника на геостационарной орбите длина пути между передатчиком и приемником составляет не менее 71000 км.[2] 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 связи независимо от доступной пропускной способности.


Связь в глубоком космосе

Эти соображения относительно большой длины пути усугубляются при обмене данными с космическими зондами и другими целями дальнего действия за пределами атмосферы Земли. В Сеть Deep Space внедренная НАСА является одной из таких систем, которая должна справляться с этими проблемами. GAO подверг критике текущую архитектуру, в основном из-за задержки.[3] Было предложено несколько различных методов обработки прерывистой связи и длительных задержек между пакетами, например: сети, устойчивые к задержкам.[4]

Еще более глубокое космическое общение

На межзвездных расстояниях возникают огромные трудности в разработке радиосистем, которые могут достичь любой пропускной способности. В этих случаях поддержание общения является более серьезной проблемой, чем то, сколько времени занимает это общение.

Автономный перенос данных

Транспортировка почти полностью связана с пропускной способностью, поэтому физическая доставка резервных ленточных архивов по-прежнему в значительной степени осуществляется на транспортных средствах.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Волавер, 1991, стр.211
  2. ^ Родди, 2001, 67 - 90
  3. ^ Счетная палата правительства США (GAO), 2006 г.
  4. ^ Кевин Фолл, 2003

Рекомендации

  • Раппапорт, Теодор С. (2002). Беспроводная связь: принципы и практика (2-е изд.). Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall PTR. ISBN  0-13-042232-0.
  • Родди, Деннис (2001). Спутниковая связь (3-е изд.). Нью-Йорк [u.a.]: McGraw-Hill. ISBN  0-07-137176-1.
  • Падение, Кевин, "Сетевая архитектура, допускающая задержку, для проблемных Интернет-сетей", Корпорация Intel, февраль 2003 г., документ №: IRB-TR-03-003
  • Отчет Счетной палаты правительства (GAO) 06-445, ГЛУБОКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СЕТЬ НАСА: Текущая структура управления не способствует эффективному согласованию ресурсов с будущими требованиями, 27 апреля 2006 г.

внешняя ссылка