Netzwerkleistung

Netzwerkleistung bezieht sich auf Maßnahmen von Servicequalität eines Netzwerks, wie vom Kunden gesehen.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Leistung eines Netzwerks zu messen, da jedes Netzwerk in Natur und Design unterschiedlich ist. Die Leistung kann auch modelliert und simuliert anstatt gemessen werden. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Statusübergangsdiagrammen, um die Warteschlangenleistung zu modellieren oder einen Netzwerksimulator zu verwenden.

Leistungsmaßnahmen

Die folgenden Maßnahmen werden oft als wichtig angesehen:

• Bandbreite häufig in Bits/Sekunde gemessen ist die maximale Rate, die Informationen übertragen werden können
• Durchsatz ist der tatsächliche Satz, dass Informationen übertragen werden
• Latenz Die Verzögerung zwischen dem Absender und dem Empfänger, der ihn entschlüsselt, ist dies hauptsächlich eine Funktion der Signal -Reisezeit und die Verarbeitungszeit an allen Knoten, die die Informationen durchqueren
• Jitter Variation der Paketverzögerung am Empfänger der Informationen
• Fehlerrate Die Anzahl der korrupten Bit

Bandbreite

Die verfügbare Kanalbandbreite und ein erreichbares Signal-Rausch-Verhältnis bestimmen den maximal möglichen Durchsatz. Es ist im Allgemeinen nicht möglich, mehr Daten zu senden als von der diktiert Shannon-Hartley Theorem.

Durchsatz

Durchsatz Ist die Anzahl der Nachrichten, die erfolgreich pro Zeiteinheit geliefert werden. Der Durchsatz wird durch die verfügbare Bandbreite sowie das verfügbare Signal-Rausch-Verhältnis und die Hardware-Einschränkungen gesteuert. Der Durchsatz für den Zweck dieses Artikels wird anhand der Ankunft der ersten Daten am Empfänger gemessen, um das Konzept des Durchsatzes aus dem Konzept der Latenz zu entkoppeln. Für Diskussionen dieser Art werden die Begriffe "Durchsatz" und "Bandbreite" häufig austauschbar verwendet.

Das Zeitfenster ist der Zeitraum, über den der Durchsatz gemessen wird. Die Wahl eines geeigneten Zeitfensters dominiert häufig die Berechnungen des Durchsatzes, und ob die Latenz berücksichtigt wird oder nicht, wird festgelegt, ob die Latenz den Durchsatz beeinflusst oder nicht.

Latenz

Das Lichtgeschwindigkeit Verleiht allen elektromagnetischen Signalen eine minimale Ausbreitungszeit. Es ist nicht möglich, die Latenz unten zu reduzieren

${\ displayStyle t = s/c_ {m}}$

wo s die Entfernung und c ist_m ist die Lichtgeschwindigkeit im Medium (ungefähr 200.000 km/s für die meisten Faser oder elektrisch Medien, abhängig von ihren Geschwindigkeitsfaktor). Dies bedeutet ungefähr eine zusätzliche Millisekunde Rundwegverzögerung (RTT) pro 100 km (oder 62 Meilen) Abstand zwischen Wirten.

Andere Verzögerungen treten auch in Zwischenknoten auf. In Paket -Switched Networks können Verzögerungen aufgrund der Warteschlange auftreten.

Jitter

Jitter ist die unerwünschte Abweichung von der wahren Periodizität einer angenommenen periodisch Signal in Elektronik und Telekommunikationoft in Bezug auf eine Referenz Uhrquelle. Jitter kann in Merkmalen wie der beobachtet werden Frequenz von aufeinanderfolgenden Impulsen das Signal Amplitude, oder Phase von regelmäßigen Signalen. Jitter ist ein bedeutender und normalerweise unerwünschter Faktor für die Gestaltung fast aller Kommunikationsverbindungen (z. B.,,, USB, PCI-e, Sata, OC-48). Im Uhr Wiederherstellung Anwendungen heißt es Timing Jitter.^[1]

Fehlerrate

Im Digitale Übertragungdie Anzahl der Anzahl der Bitfehler ist die Anzahl der empfangenen Bits von a Datenstrom über ein Kommunikationskanal das wurde aufgrund von verändert Lärm, Interferenz, Verzerrung oder Bitsynchronisation Fehler.

Das Bit Fehlerrate oder Bit -Fehler -Verhältnis (Berm) ist die Anzahl der Bitfehler geteilt durch die Gesamtzahl der übertragenen Bits während eines untersuchten Zeitintervalls. Ber ist ein unitloses Leistungsmaß, das oft als als ausgedrückt wird Prozentsatz.

Das Bit -Fehlerwahrscheinlichkeit p_e ist der Erwartungswert des Bers. Der BER kann als ungefähre Schätzung der Bitfehlerwahrscheinlichkeit angesehen werden. Diese Schätzung ist für ein langes Zeitintervall und eine hohe Anzahl von Bitfehlern genau.

Zusammenspiel von Faktoren

Alle oben genannten Faktoren in Verbindung mit den Benutzeranforderungen und der Wahrnehmung der Benutzer spielen eine Rolle bei der Bestimmung des wahrgenommenen „Fastness“ oder des Nutzens einer Netzwerkverbindung. Die Beziehung zwischen Durchsatz, Latenz und Benutzererfahrung wird im Kontext eines gemeinsam genutzten Netzwerkmediums und als Planungsproblem am treffendsten verstanden.

Algorithmen und Protokolle

Für einige Systeme sind Latenz und Durchsatz gekoppelte Einheiten. In TCP/IP kann die Latenz auch den Durchsatz direkt beeinflussen. Im TCP Verbindungen, die großen Bandbreiten-Delay-Produkt Von Verbindungen mit hoher Latenz, kombiniert mit relativ kleinen TCP -Fenstergrößen auf vielen Geräten, fällt der Durchsatz einer Hochlatenzverbindung effektiv mit der Latenz stark ab. Dies kann mit verschiedenen Techniken behoben werden, wie z. TCP -Beschleunigung, und Vorwärtsfehlerkorrekturalle werden üblicherweise für Satellitenverbindungen mit hoher Latenz verwendet.

Die TCP -Beschleunigung wandelt die TCP -Pakete in einen Stream um, der ähnlich ist wie UDP. Aus diesem Grund muss die TCP -Beschleunigungssoftware ihre eigenen Mechanismen bereitstellen, um die Zuverlässigkeit des Links zu gewährleisten, die Latenz und Bandbreite des Links berücksichtigt, und beide Enden der Latenzverbindung müssen die verwendete Methode unterstützen.

In der MAC-Ebene (Media Access Control) werden auch Leistungsprobleme wie Durchsatz und End-to-End-Verzögerung behoben.

Beispiele für Latenz- oder Durchsatz dominierte Systeme

Viele Systeme können als dominiert von Durchsatzbeschränkungen oder durch Latenzbeschränkungen in Bezug auf den Endbenutzer-Nutzen oder -erlebnis charakterisiert werden. In einigen Fällen weisen harte Grenzen wie die Lichtgeschwindigkeit solchen Systemen einzigartige Probleme auf, und es kann nichts getan werden, um dies zu korrigieren. Andere Systeme ermöglichen einen erheblichen Ausgleich und Optimieren für die beste Benutzererfahrung.

Satellit

Ein Telekommunikations -Satellit in der geosynchronen Umlaufbahn stellt eine Pfadlänge von mindestens 71000 km zwischen Sender und Empfänger auf.^[2] Dies bedeutet eine Mindestverzögerung zwischen Nachrichtenanforderung und Nachrichteneingang oder Latenz von 473 ms. Diese Verzögerung kann sehr auffällig sein und wirkt sich unabhängig von der verfügbaren Durchsatzkapazität aus.

Deep Space Communication

Diese Überlegungen zur langen Pfadlänge werden bei der Kommunikation mit Raumsonden und anderen Langstreckenzielen außerhalb der Erdatmosphäre verschärft. Das Deep Space Network Implementiert von der NASA ist ein solches System, das diese Probleme bewältigen muss. Das GAO hat die aktuelle Architektur kritisiert.^[3] Es wurden verschiedene Methoden vorgeschlagen, um die intermittierende Konnektivität und lange Verzögerungen zwischen Paketen zu verarbeiten, wie z. verzögertolerante Netzwerke.^[4]

Noch tiefere Raumkommunikation

Bei interstellaren Entfernungen sind die Schwierigkeiten bei der Gestaltung von Funksystemen, die überhaupt einen Durchsatz erreichen können, massiv. In diesen Fällen ist die Aufrechterhaltung der Kommunikation ein größeres Problem, als wie lange diese Kommunikation dauert.

Offline -Datentransport

Der Transport ist fast ausschließlich mit dem Durchsatz betroffen, weshalb die physischen Lieferungen von Backup -Bandarchiven immer noch weitgehend vom Fahrzeug erfolgen.

Siehe auch

• Bitrate
• Messen des Netzwerks
• Netzwerkverkehrsmessung
• Reaktionszeit

Anmerkungen

Verweise

• Rappaport, Theodore S. (2002). Drahtlose Kommunikation: Prinzipien und Praxis (2 ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-042232-0.
• Roddy, Dennis (2001). Satellitenkommunikation (3. ed.). New York [U.A.]: McGraw-Hill. ISBN 0-07-137176-1.
• Herbst, Kevin, "Eine verzögertolerante Netzwerkarchitektur für herausgeforderte Internets", Intel Corporation, Februar 2003, DOC NO: IRB-TR-03-003
• Bericht der Regierung Accountability Office (GAO) 06-445, NASA von Deep Space Network: Die aktuelle Verwaltungsstruktur ist nicht dazu bei

Externe Links

• Die Website des Deep Space Network der NASA
• Es ist die Latenz, dumm