Показатели работы компьютерной сети

Русские Блоги

Общие показатели эффективности сетевого взаимодействия для компьютерных сетей

ширина полосы

Канал передает сигнал электромагнитной волны, и электромагнитная волна имеет определенный диапазон частот, а ширина полосы относится к значению этого эффективного диапазона частот.

То есть: ширина полосы = самая высокая эффективная частота-самая низкая эффективная частота

Например, наши уши могут слышать звук в определенном диапазоне частот (20-20000 Гц), тогда 19000 Гц — это «полоса пропускания» наших ушей

Разные каналы имеют разную ширину полосы (частотные диапазоны) .В зависимости от разной ширины полосы каналы можно разделить на узкополосные каналы (0–300 Гц), аудиоканалы (300–3400 Гц) и широкополосные каналы (ширина полосы выше 3400 Гц). То, что мы обычно говорим «установить широкополосный доступ», означает установить канал с полосой пропускания 3400 Гц или более.

Скорость передачи данных

Скорость передачи данных Число бит, которые канал может передавать в секунду, поэтому его единица измерения составляет, естественно, бит / с (бит в секунду), в дополнение к Кбит / с, Мбит / с и т. Д.

[Примечание] Теоретический анализ доказывает, что максимальная скорость передачи данных канала напрямую связана с полосой пропускания. Чем шире полоса пропускания канала, тем выше скорость передачи данных, поэтому во многих случаях «полоса пропускания» и «скорость передачи» являются взаимозаменяемыми. ,

задержка

сСеть с коммутацией пакетовВ качестве примера (поскольку основной технологией обмена данными, которая в настоящее время используется Интернетом и компьютерными сетями, является коммутация пакетов)

Когда пакет передается между узлами, основные задержки делятся на четыре типа:Задержка обработки узла（nodal processing delay），Задержка в очереди(queuing delay)，Задержка передачи(задержка передачи) иЗадержка распространения(propagation delay)

Если эти четыре типа задержек выражаются как d (proc), d (очередь), d (транс), d (проп)

тогдаГруппеС точки зренияМежду двумя узламиОбщая задержка d = d (proc) + d (очередь) + d (транс) + d (проп)

Предположим, что естьN ссылок

Для пакета игнорируйте другие факторы: сквозная общая задержка d (end-end) = N × (d (proc) + d (очередь) + d (trans) + d (prop))

Давайте начнем с передачи одного пакета от маршрутизатора A к соседнему маршрутизатору B и представим эти четыре различных типа задержек.

Диаграмма выглядит следующим образом:

Задержка обработки

Когда пакет прибывает в маршрутизатор A, первое, что нужно сделать, это проверить заголовок пакета и решить, куда направить пакет, и проверить наличие ошибок на уровне битов. Эта часть времени называется задержкой обработки.

Задержка в очереди

После того, как пакет обработан маршрутизатором A, следующим шагом является его передача. Задержка в очереди пакета зависит отПрибытие первым, ожидание в очередиИз пакетов, ожидающих передачи на ссылкуколичество。

1.Если предыдущий пакет не передается от маршрутизатора A к каналу, задержка в очереди равна 0

2.Если трафик большой, и многие пакеты передаются или ожидают передачи, то будет использоваться большая задержка в очереди.

Задержка передачи

Задержка передачи — это время, необходимое маршрутизатору A для передачи всех битов пакета из маршрутизатора A в канал. Задержка передачи зависит от двух факторов:

1.Длина одного пакета

2.Скорость передачи данных

Если предположить, что длина пакета составляет L бит, а скорость передачи данных равна R (бит / с), то задержка передачи = L / R.

[Примечание] Задержка передачи также называется задержкой сохранения и пересылки

Задержка распространения

(Эта концепция звучит очень похоже на задержку передачи, об этом я расскажу ниже)

Задержка распространения относится к времени, необходимому для того, чтобы бит пакета достиг маршрутизатора B от маршрутизатора A. Задержка распространения зависит от двух факторов:

1.Скорость передачи по каналу связи (витая пара, оптоволокно)

2.Расстояние между узлами (расстояние между двумя маршрутизаторами)

Предположим, что расстояние между маршрутом A и B равно d, а скорость распространения среды связи равна s, тогда задержка распространения = d / s.

Сравнение задержки передачи и задержки распространения

Процесс передачи пакета от маршрутизатора A к маршрутизатору B уподоблен процессу парка транспортных средств (10 автомобилей), все из которых едут от станции A до станции B (Пройдите по шоссе в середине）

Один флот == одна группа

Одна машина == один бит(Независимо от того, является ли длина пакета разумной)

Платная станция A, B == Маршрутизатор A, B

Эти команды следуют «странному» правилу: независимо от того, какой автомобиль прибывает на платную станцию ​​А первым,Он должен дождаться прибытия остальных девяти автомобилей в пункт А, а затем вывести автоколонны с платной станции А по очереди., (Это то, чтоМеханизм хранения и пересылкиИ толькоКогда все биты пакета поступают на маршрутизатор, весь пакет может быть переслан после того, как он «сохранен»）

Задержка передачиЭто время, которое требуется этим конвоям для последовательного выезда с платной станции A (непосредственно до и после) (время, необходимое для выталкивания всех битов пакета из маршрутизатора A и передачи его на канал)

Задержка распространенияЭто время, которое требуется каждому автомобилю для пересечения платной дороги от платной станции A до платной станции B (время, необходимое для того, чтобы один бит пакета от маршрутизатора A достиг маршрутизатора B)

Предположим, что на платной станции выполняются формальности, эффективность прохождения автомобиля составляет 5 (количество транспортных средств в минуту), а скорость автомобиля на шоссе составляет 100 км / ч. Затем, поскольку расстояние между двумя станциями оплаты проезда составляет 100 км, в партии 10 машин.

Мы можем сделать вывод, что время, необходимое для проезда этих транспортных средств через платную станцию, составляет 10 ÷ 5 (количество транспортных средств в минуту) = 2 минуты (задержка передачи).

Время в пути автомобиля по шоссе составляет 100 км ÷ 100 км / ч = 1 час (задержка распространения)

Скорость потери пакетов

Потеря пакета означает потерю пакета. Что вызывает потерю пакета? Это связано с «задержкой в ​​очереди», о которой мы упоминали выше. Мы сказали, что когда большое количество пакетов достигает маршрутизатора за короткое время, поскольку они не могут быть обработаны одновременно, пакеты должны быть «поставлены в очередь», но в зависимости от конструкции и стоимости маршрутизатора Длина очереди пакетов ограничена, Поэтому, когда очередь заполнена, когда приходит следующий пакет, маршрутизатор выберет отбрасывание пакета.Этот пакет потерян. Это называется потерей пакета.

Коэффициент потери пакетов иДлина пакетаКак хорошоЧастота отправки пакетовОтносящиеся.

пропускная способность

Единица пропускной способности такая же, как и скорость передачи данных, и она также составляет бит / с, поэтому, хотя она называется «количество», на самом деле это «скорость»

Мгновенная и средняя пропускная способность

Большой файл передается с сервера на клиент через компьютерную сеть. Скорость, с которой клиент получает файл в любое время, называется мгновенной пропускной способностью.

Предполагая, что клиенту потребовалось T секунд, чтобы получить все F битов файла, F / T называется средней пропускной способностью.

Пропускная способность == Скорость передачи ссылки на узкое место

Пропускная способность равна скорости передачи узкого места

Давайте рассмотрим ситуацию настолько просто, насколько это возможно на рисунке ниже: R (s) представляет скорость соединения между сервером и маршрутизатором, а R (c) представляет скорость соединения между маршрутизатором и клиентом. Очевидно, что сервер не может Биты передаются в канал со скоростью R (s), и маршрутизаторы не могут пересылать биты со скоростью, превышающей R (c).

Если R (s)> R (c), тогда скорость соединения равна R (c), потому что маршрутизатор не сможет пересылать биты с полученной скоростью.

Таким образом, пропускная способность на рисунке выше составляет min бит / с

Аналогично, для n ссылок ниже

Пропускная способность min

Коэффициент ошибок по битам

Коэффициент ошибок по битам — это показатель для измерения надежности передачи системы связи, который относится к пропорции количества символов, принятых с ошибкой, к общему количеству переданных символов.

Расчетная формула:Коэффициент ошибок по битам = количество символов ошибок / общее количество переданных символов

Справочники

Компьютерная сеть сверху вниз Джеймсом Ф. Куросе

Автор «Базового курса по компьютерным сетевым технологиям» Лю Сицин

На самом деле, я просто использую ваше время кофе для пива.

Источник

§ 6. Показатели функционирования компьютерной сети

Создание и внедрение компьютерной сети является сложной комп­лексной задачей, требующей согласованного решения ряда вопросов. К ним относятся:

— формирование рациональной структуры сети, соот­ветствующей ее назначению и удовлетворяющей определенным тре­бованиям;

— проектирование телекоммуникационной системы сети, вы­бор типа линий и каналов связи, оценка их пропускной способности и т.д.;

— обеспечение способности доступа пользователей к общесетевым ресурсам, в частности, за счет оптимального решения задач маршру­тизации;

— распределение информационных, аппаратных и программных ресурсов по звеньям сети;

— разработка системы обеспечения бе­зопасности информации в сети; разработка мероприятий по обеспече­нию требуемого уровня эргономичности сети и др.

Все эти вопросы решаются с учетом требований, предъявляемых к сети по главным показателям:

— временным — для оценки оперативности и своевременности удовлетворения запросов пользователей;

— надежностным — для оценки надежности функционирования сети;

— экономическим – для оценки экономической эффективности ка­питальных вложений на создание и внедрение сети и текущих затрат при эксплуатации и использовании.

Самым главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, совместимость, управ­ляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость — связаны с каче­ством выполнения этой основной задачи.

Качество работы сети характеризуют следующие свойства: производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость.

Существуют два основных подхода к обеспечению качества работы сети:

1) первый состоит в том, что сеть гарантирует пользователю соблюдение некоторой числовой величины показателя качества обслуживания;

2) второй подход (best effort) сеть старается по возможности более качественно обслужить пользователя, но ничего при этом не гарантирует.

К основным характеристикам производительности сети относятся:

— время реак­ции, которое определяется как время между возникновением запроса к какому-либо сетевому сервису и получением ответа на него;

— пропускная способность, которая отражает объем данных, переданных сетью в единицу времени,

— задержка передачи, которая равна интервалу между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства и моментом его появления на выходе этого устройства.

Для оценки надежности сетей используются различные характеристики, в том числе:

— коэффициент готовности, означающий долю времени, в течение которо­го система может быть использована;

— безопасность, то есть способность систе­мы защитить данные от несанкционированного доступа;

— отказоустойчивость — способность системы работать в условиях отказа некоторых ее элементов.

Расширяемость означает возможность сравнительно легкого добавления отдель­ных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов), на­ращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.

Масштабируемость означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производитель­ность сети не ухудшается.

Прозрачность — свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутрен­него устройства, упрощая тем самым его работу в сети.

Управляемость сети подразумевает возможность централизованно контролиро­вать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, воз­никающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

Совместимость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообраз­ное программное и аппаратное обеспечение.

Источник