Блог

Пропускная способность канала — это мера количества данных, фактически проходящих через канал. Почему это существенно меньше, чем пропускная способность канала?

Пропускная способность — это максимальный объем данных, который может проходить через «канал».

Пропускная способность — это то, сколько данных на самом деле успешно проходит через «канал». Это может быть ограничено множеством разных факторов, включая задержку, и какой протокол вы используете.

Хотя на эти вопросы уже есть несколько ответов, но я думаю, что у некоторых людей все еще могут возникнуть сомнения в том, что они действительно визуализируют разницу в пропускной способности и пропускной способности, как у меня😉 пока я не прочитал эту аналогию на quora (полные титры к ней), которая оказалась действительно полезной

Рассмотрим

Шоссе, по которому одновременно могут перемещаться, скажем, 200 транспортных средств

но

в случайный момент времени кто-то замечает только, скажем, 150 транспортных средств, движущихся через него ..

скажем, из-за некоторой пробки между ними…

т.е.

пропускная способность составляет 200, но не все время, когда она используется полностью, фактический трафик составляет всего 150 из максимально допустимых 200.

пропускная способность, т.Е. 200 в единицу времени, но фактическая пропускная способность составляет 150…

Я подумал, что это может кому-то помочь…

Пропускная способность канала — это теоретический максимальный объем данных, который может быть отправлен по этому каналу без учета практических соображений. Например, вы можете передавать 10 ^ 9 бит в секунду по каналу Gigabit Ethernet по Cat-6e или оптоволоконному кабелю. К сожалению, это был бы полностью неформатированный поток битов.

Чтобы сделать это действительно полезным, есть начало последовательности кадров, которая предшествует любым фактическим битам данных, последовательность проверки кадров в конце для обнаружения ошибок и период ожидания между переданными кадрами. Все это занимает так называемое «время в битах», что означает время, необходимое для передачи одного бита по линии. Это все необходимые накладные расходы, но они вычитаются из общей пропускной способности канала.

И это только для протокола самого низкого уровня, который загружает необработанные данные в провод. Как только вы начнете добавлять MAC-адреса, заголовок IP и заголовок TCP или UDP, вы добавите еще больше накладных расходов.

Проверьте http://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet_frame . Аналогичные проблемы существуют для других сред передачи.

В качестве аналогии рассмотрим водопроводную трубу как канал. Диаметр трубы соответствует пропускной способности или пропускной способности, а содержимое трубы соответствует пропускной способности или использованию. На следующем изображении мы видим три канала (или канала), все из которых недостаточно используются, следовательно, использование может быть увеличено без необходимости в большем канале.

Вот еще один пример, который поможет вам представить, в чем может заключаться разница в зависимости от ситуации.

Представьте себе

• У вас есть файл размером 1 МБ (скажем, фотография), которым вы хотели бы поделиться с 3 друзьями.
• Однако каждый из них использует разные приложения для облачных хранилищ — Google Drive, Microsoft OneDrive и Dropbox. Поэтому все они создают папку и предоставляют вам доступ, чтобы вы могли загрузить файл в их папку.
• Вы открываете URL-адреса этих трех папок в своем браузере (скажем, на 3 разных вкладках) и перетаскиваете файл (более или менее одновременно) на каждую вкладку, чтобы загрузить его.
• Вы подключены к Интернету через оптоволоконный кабель, который дает вам возможность передавать данные со скоростью 1 Гб в секунду (т. Е. Это ваша пропускная способность — максимальная пропускная способность, которую вы можете использовать в своем соединении).

Зная, что теоретически (при условии отсутствия потери данных, отсутствия больших затрат на протокол, подключение к облачным службам хранения данных обеспечивает, по крайней мере, ту же пропускную способность и т. Д.), Вы можете передать один файл размером 1 МБ по соединению со скоростью 1 Гбит / с примерно: 1 МБ / 1 Гбит / с = 1 x 10 ^ 3 x 8 / 1×10^ 9, что дает около 8×10 ^ -6 секунд или, скажем, примерно 10 мс. Теперь у вас есть 1 файл, который вы хотите загрузить в 3 пункта назначения, пропускная способность вашего соединения достаточно велика, чтобы вы могли передавать один и тот же файл в 3 пункта назначения одновременно (мы также можем предположить, что у вас современный ноутбук, оснащенный многоядерным процессором, поэтому передача данных через 3 подключения к GoogleDrive, MS OneDrive и Dropbox могут выполняться параллельно). Поэтому вместо ожидания 30 мс для передачи одного и того же файла в 3 разных места назначения вам нужно подождать всего 10 мс, поскольку у вас очень хорошая пропускная способность.

Теперь давайте рассмотрим, какой протокол используется и какие последствия это влечет. При использовании браузера для загрузки файла используется протокол HTTP / S, который выполняется поверх протокола TCP. Важным свойством протокола TCP является то, что он гарантирует, что пакет данных успешно достиг любого адресата, прежде чем отправлять следующий пакет данных. Это выполняется отправителем TCP, ожидающим подтверждения (для краткости ACK) о том, что первый пакет данных получен, прежде чем он начнет отправлять второй пакет данных. Это означает, что если для передачи 1 пакета данных в одном направлении требуется 0,5 с, а затем 0,5 с для получения подтверждения, тогда вам нужно подождать 1 секунду, пока 1 пакет данных не будет передан и успешно подтвержден, что он получен (опять же, давайте предположим, что данные не потеряны, поэтому нетнеобходимо повторно передать тот же пакет). Из-за этого обхода, необходимого для протокола TCP, похоже, существует блокировщик. Блокировщик — это задержка, с которой вы сталкиваетесь в течение одной поездки туда и обратно, которая включает передачу 1 пакета данных и его успешное подтверждение. Имея это в виду, нам нужно посмотреть, насколько велика одна партия данных. Это может варьироваться, но обычно это 64 КБ. Таким образом, ваш фактический трафик до 1 пункта назначения (т.Е. пропускная способность) Зависит от этой задержки (т.Е. Задержки) и размера пакета следующим уравнением:

 throughput = batch size / latency
  

В нашем примере пропускная способность составляет 64 КБ / с, и поскольку мы можем разделить 1 МБ примерно на 15,6 пакетов размером 64 КБ, вам потребуется около 15,6 секунд для передачи 1 МБ файла. Это серьезное замедление по сравнению с вычислениями, основанными только на пропускной способности, которые мы делали ранее.

• Пропускная способность — теоретические максимальные единицы работы за единицу времени
• Пропускная способность — фактические единицы работы в единицу времени

В отличие от времени на единицу работы (скорость / задержка).

Этот вопрос в network engineering stack exchange содержит хорошие ответы: https://networkengineering.stackexchange.com/questions/10504/what-is-the-difference-between-data-rate-and-latency

В большинстве случаев с «пропускной способностью» и «пропускной способностью» это СЛИШКОМ сложно; как попытка выучить исчисление за один день. В БОЛЬШИНСТВЕ случаев в этом нет необходимости, когда ссылаются на «пропускную способность» и «Пропускную способность».

Все, что вам нужно знать в БОЛЬШИНСТВЕ случаев, это:

«МБ» означает мега «БАЙТЫ»; ИЛИ 8 бит, 8 бит и 8 бит и т. Д.; Отправляется по линии. Мб означает мега «бит». ИЛИ один бит, бит, бит и т.д.; Вниз по линии.

Пример: ЕСЛИ ваш оператор говорит, что это «линия 6 Мб»; это означает, что это максимальная пропускная способность. Более кратко это означает, что вы получите выгоду ТОЛЬКО от 750 килобайт в секунду «пропускной способности». Теперь почему? Потому что линия отправляет только серию «битов», которая использует 8 бит / сек для создания байта. Таким образом; вы должны разделить биты / сек на 8, чтобы получить байты / сек. Таким образом: линия 6 МБ может передавать ТОЛЬКО 750 тысяч байт / сек.

Другой пример: я только что получил оптоволоконную линию от T amp; T; и они ЛЮБЯТ говорить о «битах». Таким образом, они рекламируют колоссальные «100 мегабит в секунду». Большое дело. Потому что это всего лишь 12,5 «Мбайт / сек.

Помните, ЧТО ДЛЯ КАЖДОГО «символа» на вашей клавиатуре или напечатанного на экране и т. Д. Требуется 8 бит; Для другого конца, чтобы «различить», какой это символ, И т. Д.

Итак, хотя у меня есть «гигантская» оптоволоконная линия, рекламируемая как «100 МБ»; на самом деле это всего лишь 12,5 Мбайт (символов) в секунду (100 делится на 8).

Хуже того: БОЛЬШИНСТВО обмениваются терминами «МБ» и «Мб». Что еще хуже; ДАЖЕ техник, который установил оптоволоконную линию и маршрутизатор в моем доме, не знал, что означают эти термины. Так он думал, и его коллеги (по его словам) считали так же. То есть: эта строка размером 100 МБ была строкой размером 100 МБ. Это очень печально.

Представители T amp; T по телефону также редко знают разницу. Даже некоторые из их руководителей тоже этого не знают. Еще печальнее.

Подводя итог: «Пропускная способность» использует «биты». «Пропускная способность» использует «байты». И … один байт занимает 8 бит. Итак, еще раз: линия 100 МБ (пропускная способность) может выдавать ТОЛЬКО 12,5 Мбайт / сек (пропускная способность).

Чего бы это ни стоило.

Представьте это так: почтовый грузовик может перевозить 5000 листов бумаги за одну поездку, поэтому его пропускная способность составляет 5000.Означает ли это, что он может передавать 5000 писем за каждую поездку? Ну, теоретически, если бы каждое письмо не нуждалось в конверте, сообщающем нам, откуда оно пришло, отправляясь тоже и имея подтверждение оплаты (конверт = верхние и нижние колонтитулы протокола). Но они это делают, поэтому для каждого письма (1 лист бумаги) требуется конверт (= примерно 1 лист бумаги), чтобы доставить его по назначению. Таким образом, в худшем случае (все конверты содержат только одностраничные буквы), грузовик будет перевозить только 2500 листов пропускной способности (данные, которые мы хотим отправить из источника> назначения, ПИСЬМА) и будет иметь 2500 листов накладных расходов (верхние / нижние колонтитулы, которые нам нужны для получения письма из источника> назначенияно получатель не будет читать КОНВЕРТЫ). Пропускная способность, 2500 писем накладные расходы, 2500 конвертов = пропускная способность, 5000 листов бумаги. Для больших писем (4 страницы) по-прежнему требуется только 1 конверт, чтобы увеличить отношение пропускной способности к накладным расходам (т. е. Гигантские кадры) и сделать его более эффективным, поэтому, если бы все буквы были буквами на 4 страницы, пропускная способность изменилась бы до 4000, а накладные расходы сократились бы до 1000, что в совокупности равняется пропускной способности грузовика 5000.

Потому что есть накладные расходы на протокол и потому что есть другие пользователи сети.

Три значения характеризуют качество среды передачи; полоса пропускания, пропускная способность и задержка.

1. Как уже говорилось в предыдущих сообщениях, пропускная способность — это теоретическая пропускная способность среды, измеряемая в битах в секунду (бит / с)
2. Пропускная способность — это фактические биты в секунду, передаваемые через среду передачи, снова измеренные в бит / с.
3. Задержка — это время, необходимое для сквозной передачи данных (бит), обычно измеряемое в миллисекундах (мс)