Характеристики компьютерных сетей
Характеристики компьютерных сетей — это совокупность показателей эффективности (качества) сети.
Характеристики компьютерных сетей можно разделить на две группы (см. рис.1.50):
Примерами качественных характеристик могут служить:
• операционные возможности сети, представляющие собой
перечень услуг (сервисов) по передаче и обработке данных,
предоставляемых пользователям сети, таких как передача данных между
удаленными пользователями сети, доступ к удаленным файлам, доступ к разнообразным вычислительным средствам, в том числе, к высокопроизводительным ВС, электронная почта, возможность передачи по сети разнообразных данных (речь, аудио, видео) и т.д.;
• масштабируемость — способность сети при ее наращивании (при увеличении ресурсов) линейно увеличивать свою производительность, которую можно оценить количественно через отношение прироста производительности системы к приросту ресурсов: чем ближе это отношение к единице, тем выше масштабируемость;
• управляемость — возможность администрирования с целью выявления и разрешения возникающих в сети проблем, а также планирования развития и модернизации сети;
• гибкость — сохранение качества функционирования сети при изменении её состава и конфигурации в результате выхода из строя оборудования или добавления новых устройств.
Количественные характеристики компьютерных сетей можно разделить на две группы (рис.1.51):
• глобальные,определяющие наиболее важные свойства сети как целостного объекта;
• локальные,определяющие свойства отдельных устройств или частей сети и позволяющие получить более детальное представление об эффективности сети.
К глобальным характеристикам относятся:
• прочие характеристики (энергопотребления, массогабаритные и т.п.).
Характеристики производительности
Производительность компьютерной сети— мера мощности сети, определяющая количество работы, выполняемой сетью в единицу времени.
Понятие производительности охватывает широкую номенклатуру показателей эффективности компьютерной сети, определяющих качество функционирования как сети в целом, так и отдельных ее подсистем и элементов — технических и программных средств.
Производительность сети зависит, в первую очередь, от производительности отдельных ее элементов, называемой скоростью работы или быстродействием устройств, например, скорость передачи данных по каналам связи, измеряемая объёмом данных, передаваемых за единицу времени, быстродействие ЭВМ или, точнее, процессора, измеряемое числом команд, выполняемых в единицу времени, и т.п.
Для оценки производительности компьютерной сети в целом используется следующая совокупность показателей:
• производительность СТК(сети передачи данных), измеряемая числом сообщений (пакетов, кадров, бит) передаваемых по сети за единицу времени;
• производительность СВТ(средств обработки данных), представляющая собой суммарную производительность всех средств ВТ (ЭВМ и систем), входящих в состав сети.
Производительность СТК (коммуникационная мощность)может быть задана следующими показателями:
• максимальная или предельная производительность, называемая пропускной способностью сети передачи данныхи измеряемая количеством пакетов (кадров), передаваемых в сети за единицу времени;
• реальная или фактическая производительность сети передачи данных, которая может быть задана как среднее значение на некотором интервале времени или как мгновенное значение в конкретный момент времени.
Производительность СВТ (вычислительная мощность)в целом складывается из производительностей ВС, выполняющих обработку данных в сети.
Наиболее важным показателем производительности ВС, как совокупности технических и программных средств, является системная производительность .измеряемая числом задач, выполняемых системой за единицу времени:
где — число задач, выполненных за время Т.
Очевидно, что системная производительность зависит от режима функционирования, реализуемого управляющими программами операционной системы, и класса решаемых задач, т.е. вычислительной нагрузки.
74. Быстродействие и надежность сети.*
Практически всегда ГС (глобальная сеть) работает медленнее локальной. Главным образом это обусловлено высокой стоимостью скоростных линий связи. На практике хорошее соединение ГС работает на скорости около 2 Мбит\с, весьма далекой от 100 Мбит\с, доступной в современных ЛС ЭЗЕРНЕТ. Быстродействие линии связи — не совсем
Корректная мера эффективности соединении. Реальная мера скорости сети – пропускная способность, рассчитывается с учетом 2-х факторов: доступной для использования полосой пропускания и сетевой скорости.
Полоса пропускания описывает ширину полосы частот или количество каналов, а так же объем данных, которые можно пропустить по каналу за единицу времени. Усиление конкуренции за полосу пропускания замедляет работу соединения, т.к. пакеты должны ожидать своей очереди.
Сетевая скорость является функцией зависящей от скорости перемещения данных по каналу. Скорость передачи данных зависит от среды связи. Чем лучше канал защищен от помех, тем быстрее перемещаются данные. Сочетание полосы пропускания с сетевой скоростью и определяет реальную пропускную способность сети. Однако пропускную способность не всегда можно определить однозначно. В ГС используют как полудуплексную, так и дуплексную технологии способы передачи пакетов проходящих по каналу связи. При полудуплексной связи данные передаются в единств. направлении, в то время как при дупл. в обоих. Для полудуплексной связи требуется большая полоса пропускания, поскольку каналы можно объединить, однако дуплексная связь более гибкая.
Другая не менее важная характеристика сети – надежность. Если каналы связи подвержены помехам, то либо канал окажется не в состоянии управлять слишком плотным потоком данных, либо некоторые пакеты будут потеряны. Кроме того помехи могут исказить данные. Чтобы гарантировать идентичность переданных и принятых данных необходим метод контроля ошибок.
75. Технологии формирования кадров (тфк).
Основная задача ТФК заключается в достижении макс. пропускной способности в пределах доступной полосы пропускания. Идея состоит в том, что чаще всего передача данных по сети происходит не непрерывно, а скачками, т.к. работая за компом оператор не использует сеть постоянно.
Большую часть сетевых данных можно сохранять или кэшировать локально. Сеть используется только в короткое время, причем совсем не обязательно занимать всю доступную полосу пропускания. Высокие сетевые скорости в ЛС делают возможным захват всей сети единственным пользователем на весь сеанс. Это приемлемо из-за небольшой продолжительности сеанса. Если же возникают проблемы с трафиком, то сеть можно сегментировать.
Однако в ГС все обстоит несколько иначе. Эти сети работают медленнее и по ним передается большое количество данных, чем по ЛС. Более того, захват всех ресурсов глобальной сети (ГС) каким либо узлом локальной (ЛС) совершенно неприемлем. Поэтому при формировании кадров смешивают данные передаваемые всеми пользователями сети в одну «кучу» и отсылают их всех сразу.
Когда данные поступают в другой конец сети, они сортируются и маршрутизируются по местам конечного назначения. При этом используется весь канал целиком, причем одновременно несколькими устройствами. Т.о. эффективная полоса пропускания сети, где используется технология сборки кадров, заметно превосходит фактический размер полосы канала.
При данном методе передачи возникает несколько проблем: 1) если в какой то момент времени понадобится полоса пропускания шириной большей доступной для использования, некоторые моменты будут пропущены. С помощью механизма ретрансляции кадров пропущенные пакеты отыскиваются и посылаются повторно; 2) Не все пакеты пребывают по месту назначения в том же порядке, что и отсылались; 3)Данные поступают по месту назначения не в виде хорошо сглаженного потока, а в том виде в котором они были подготовлены и отсортированы в конце путешествия по сети с формированием кадров. В большинстве случаев это не имеет значения. Однако, это имеет решающее значение при работе в режиме реального времени и здесь предпочтительно использовать технологию ретрансляции ячеек.
Как измеряется производительность сети?
Производительность компьютерной сети, которую иногда называют скоростью Интернета , обычно измеряется в единицах бит в секунду (бит/с). Эта величина может представлять либо фактическую скорость передачи данных, либо теоретический предел доступной пропускной способности сети.
Объяснение условий исполнения
Современные сети поддерживают огромное количество бит в секунду. Вместо того, чтобы указывать скорости в 10 000 или 100 000 бит/с, сети обычно выражают производительность в секунду в килобитах (кбит/с), мегабитах (Мбит/с) и гигабитах (Гбит/с), где:
Сеть с производительностью в единицах в Гбит/с намного быстрее, чем сеть, оцениваемая в единицах Мбит/с или Кбит/с.
Примеры измерения производительности сети
Большая часть сетевого оборудования, оцениваемого в кбит/с, устарела и неэффективна по сегодняшним стандартам. Ниже приведены некоторые общие скорости и мощности:
- Коммутируемые модемы поддерживают скорость передачи до 56 Кбит/с.
- Федеральная комиссия по связи требует, чтобы широкополосные интернет-соединения имели скорость загрузки не менее 25 Мбит/с и скорость загрузки не менее 3 Мбит/с.
- Теоретическая скорость в домашней сети с использованием маршрутизатора Wi-Fi 802.11g оценивается в 54 Мбит/с, в то время как более новые маршрутизаторы 802.11n и 802.11ac оцениваются в 450 Мбит/с и 1300 Мбит/с соответственно.
- Гигабитный Ethernet в вашем офисе имеет скорость передачи, приближающуюся к 1 Гбит/с.
- Волоконно-оптический интернет-провайдер часто достигает фактической скорости загрузки 500 Мбит/с.
Биты против байтов
Соглашения, используемые для измерения емкости компьютерных дисков и памяти, на первый взгляд похожи на те, которые используются для сетей, но не путают биты и байты.
Емкость хранения данных обычно измеряется в килобайтах, мегабайтах и гигабайтах . В этом не сетевом стиле использования K в верхнем регистре представляет множитель 1024 единиц емкости ,
Следующие уравнения определяют математику за этими терминами: