Производительность сети относится к показателям качества обслуживания сети с точки зрения клиента.
Существует множество различных способов измерения производительности сети, поскольку каждая сеть отличается по своей природе и конструкции. Производительность также может быть смоделирована и имитирована вместо измерения; одним из примеров этого является использование диаграмм перехода состояний для моделирования производительности очередей или использование сетевого симулятора.
Часто важными считаются следующие меры:
Доступная полоса пропускания канала и достижимое отношение сигнал/шум определяют максимально возможную пропускную способность. Обычно невозможно отправить больше данных, чем предписано теоремой Шеннона-Хартли .
Пропускная способность — это количество сообщений, успешно доставленных за единицу времени. Пропускная способность контролируется доступной полосой пропускания, а также доступным отношением сигнал/шум и ограничениями оборудования. Для целей этой статьи пропускная способность будет пониматься как измеряемая с момента прибытия первого бита данных на приемник, чтобы отделить концепцию пропускной способности от концепции задержки. Для обсуждений такого типа термины «пропускная способность» и «полоса пропускания» часто используются взаимозаменяемо.
Временное окно — это период, в течение которого измеряется пропускная способность. Выбор подходящего временного окна часто будет доминировать при расчетах пропускной способности, а то, учитывается ли задержка или нет, определит, влияет ли задержка на пропускную способность или нет.
Скорость света накладывает минимальное время распространения на все электромагнитные сигналы. Невозможно уменьшить задержку ниже
где s — расстояние, а c m — скорость света в среде (примерно 200 000 км/с для большинства волоконных или электрических сред в зависимости от их коэффициента скорости ). Это приблизительно означает дополнительную миллисекундную задержку приема-передачи (RTT) на 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 очередей.
Джиттер — это нежелательное отклонение от истинной периодичности предполагаемого периодического сигнала в электронике и телекоммуникациях , часто по отношению к источнику опорного тактового сигнала . Джиттер может наблюдаться в таких характеристиках, как частота последовательных импульсов, амплитуда сигнала или фаза периодических сигналов. Джиттер — это существенный и обычно нежелательный фактор в конструкции почти всех каналов связи (например, USB , PCI-e , SATA , OC-48 ). В приложениях восстановления тактового сигнала он называется временным джиттером . [1]
В цифровой передаче число битовых ошибок — это число принятых бит потока данных по каналу связи , которые были изменены из-за шума , помех , искажений или ошибок синхронизации битов .
Коэффициент битовых ошибок или коэффициент битовых ошибок ( BER ) — это количество битовых ошибок, деленное на общее количество переданных битов в течение исследуемого интервала времени. BER — это безразмерная мера производительности, часто выражаемая в процентах .
Вероятность ошибки бита p e — это математическое ожидание BER. BER можно рассматривать как приблизительную оценку вероятности ошибки бита. Эта оценка точна для длительного интервала времени и большого количества ошибок бита.
Все вышеперечисленные факторы, в сочетании с требованиями и восприятием пользователя, играют роль в определении воспринимаемой «быстроты» или полезности сетевого соединения. Связь между пропускной способностью, задержкой и пользовательским опытом наиболее точно понимается в контексте общей сетевой среды и как проблема планирования.
Для некоторых систем задержка и пропускная способность являются связанными сущностями. В TCP/IP задержка также может напрямую влиять на пропускную способность. В соединениях TCP 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 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 , все из которых обычно используются для спутниковых каналов с высокой задержкой.
Ускорение TCP преобразует пакеты TCP в поток, аналогичный UDP . В связи с этим программное обеспечение ускорения TCP должно предоставлять собственные механизмы для обеспечения надежности соединения, принимая во внимание задержку и пропускную способность соединения, а оба конца соединения с высокой задержкой должны поддерживать используемый метод.
На уровне управления доступом к среде передачи (MAC) также решаются такие вопросы производительности, как пропускная способность и сквозная задержка.
Многие системы можно охарактеризовать как доминируемые либо ограничениями пропускной способности, либо ограничениями задержки с точки зрения полезности или опыта конечного пользователя. В некоторых случаях жесткие ограничения, такие как скорость света, представляют уникальные проблемы для таких систем, и ничего нельзя сделать, чтобы исправить это. Другие системы допускают значительную балансировку и оптимизацию для лучшего пользовательского опыта.
Телекоммуникационный спутник на геосинхронной орбите устанавливает длину пути не менее 71000 км между передатчиком и приемником. [2] что означает минимальную задержку между запросом сообщения и получением сообщения, или задержку в 473 мс. Эта задержка может быть очень заметной и влияет на спутниковую телефонную службу независимо от доступной пропускной способности.
Эти соображения о большой длине пути усугубляются при общении с космическими зондами и другими дальними целями за пределами атмосферы Земли. Сеть Deep Space Network , реализованная NASA, является одной из таких систем, которая должна справляться с этими проблемами. В значительной степени обусловленная задержкой, GAO раскритиковала текущую архитектуру. [3] Было предложено несколько различных методов для обработки прерывистого соединения и длительных задержек между пакетами, например, сеть, устойчивая к задержкам . [4]
На межзвездных расстояниях трудности в проектировании радиосистем, которые могут достичь хоть какой-то пропускной способности, огромны. В этих случаях поддержание связи становится более важной проблемой, чем то, сколько времени занимает эта связь.
Транспортировка почти полностью связана с пропускной способностью, поэтому физическая доставка архивов резервных копий на магнитных лентах по-прежнему в основном осуществляется транспортными средствами.
