Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Желінің өткізу қабілетін әртүрлі платформаларда қолжетімді әртүрлі құралдар арқылы өлшеуге болады. Осы бетте осы құралдардың өлшеуге тырысатын теориясы және осы өлшемдерге қатысты мәселелер түсіндіріледі. Желіде өткізу қабілетін өлшеу себептері. Адамдар көбінесе байланыс желісінің немесе желіге қолжетімділіктің секундына биттермен ең жоғары деректерді өткізу қабілетін өлшеу туралы алаңдайды. Өлшеуді жүргізудің әдеттегі тәсілі – "ірі" файлды бір жүйеден екінші жүйеге жіберу және файлды көшіруді немесе көшіруді аяқтауға кеткен уақытты өлшеу. Содан кейін өткізу қабілеті файл көлемін уақытқа бөлу арқылы мегабит, килобит немесе секундына биттермен есептеледі. Алайда, мұндай тәжірибенің нәтижесі көбінесе теориялық ең жоғары деректерді өткізу қабілетінен төмен жақсы өнімділік көрсеткішін береді, бұл адамдар өздерінің байланыс желісі дұрыс жұмыс істемейді деп ойлауына себеп болады. Шындығында, өткізу қабілетіндегі шығындардан басқа, өткізуге көптеген қосымша шығындар да кіреді, оларға кідіріс, TCP қабылдау терезесінің көлемі және жүйелік шектеулер жатады, яғни есептелген жақсы өнімділік ең жоғары қол жетімді өткізу қабілетін көрсетпейді.
Throughput of a network can be measured using various tools available on different platforms. This page explains the theory behind what these tools set out to measure and the issues regarding these measurements. Reasons for measuring throughput in networks. People are often concerned about measuring the maximum data throughput in bits per second of a communications link or network access. A typical method of performing a measurement is to transfer a 'large' file from one system to another system and measure the time required to complete the transfer or copy of the file. The throughput is then calculated by dividing the file size by the time to get the throughput in megabits, kilobits, or bits per second. Unfortunately, the results of such an exercise will often result in the goodput which is less than the maximum theoretical data throughput, leading to people believing that their communications link is not operating correctly. In fact, there are many overheads accounted for in throughput in addition to transmission overheads, including latency, TCP Receive Window size and system limitations, which means the calculated goodput does not reflect the maximum achievable throughput.
Жарық кеңдігін тексеру бағдарламалық жасақтамасы
Желілік кеңістікті сынау бағдарламалық жасақтамасы желі немесе интернет қосылысының максималды өткізгіштігін анықтау үшін қолданылады. Әдетте, бұл белгілі бір уақыт ішінде максималды көлемдегі деректерді жүктеу немесе белгілі бір көлемдегі деректерді ең аз уақыт ішінде жіберу арқылы жасалады. Осы себепті, кеңістіктік сынақтар олар жүргізіліп жатқанда интернет арқылы деректерді жіберуді баяулатуы мүмкін, сондай-ақ деректерді пайдалану құнын арттыруы да мүмкін.
Bandwidth test software is used to determine the maximum bandwidth of a network or internet connection. It is typically undertaken by attempting to download or upload the maximum amount of data in a certain period of time, or a certain amount of data in the minimum amount of time. For this reason, Bandwidth tests can delay internet transmissions through the internet connection as they are undertaken, and can cause inflated data charges.
Номенклатура
Байланыс желілерінің өткізу қабілеті секундына биттерде (бит/с), секундына килобиттерде (кбит/с), секундына мегабиттерде (Мбит/с) және секундына гигабиттерде (Гбит/с) өлшенеді. Бұл қолданбада кило, мега және гига – стандартты S.I. префикстері болып табылады, олар 1000 (кило), 1 000 000 (мега) және 1 000 000 000 (гига) еселігін көрсетеді. Файл өлшемдері әдетте байттармен өлшенеді – килобайттар, мегабайттар және гигабайттар қолданылады, мұнда бір байт сегіз биттен тұрады. Қазіргі оқулықтарда бір килобайт 1000 байт, бір мегабайт 1 000 000 байт, және т.б. деп, 1998 жылғы Халықаралық электротехникалық комиссияның (IEC) стандартына сәйкес анықталады. Дегенмен, Windows жүйелерінде қабылданған конвенция бойынша 1 килобайт 1024 (немесе 210) байтқа тең, бұл 1 кибибайтқа сәйкес келеді. Сол сияқты, "1 мегабайт" көлеміндегі файл 1024 × 1024 байт, яғни 1 мебибайтқа тең, ал "1 гигабайт" 1024 × 1024 × 1024 байт = 1 гибибайтқа тең.
The throughput of communications links is measured in bits per second (bit/s), kilobits per second (kbit/s), megabits per second (Mbit/s) and gigabits per second (Gbit/s). In this application, kilo, mega and giga are the standard S. I. prefixes indicating multiplication by 1,000 (kilo), 1,000,000 (mega), and 1,000,000,000 (giga). File sizes are typically measured in bytes — kilobytes, megabytes, and gigabytes being usual, where a byte is eight bits. In modern textbooks one kilobyte is defined as 1,000 byte, one megabyte as 1,000,000 byte, etc., in accordance with the 1998 International Electrotechnical Commission (IEC) standard. However, the convention adopted by Windows systems is to define 1 kilobyte is as 1,024 (or 210) bytes, which is equal to 1 kibibyte. Similarly, a file size of "1 megabyte" is 1,024 × 1,024 byte, equal to 1 mebibyte), and "1 gigabyte" 1,024 × 1,024 × 1,024 byte = 1 gibibyte).
Суффикстерді шатастыратын және сәйкес келмейтін қолдану
Адамдар көбінесе жиі қолданылатын сөздерді қысқартып айтуға бейім. Файл өлшемі үшін біреудің '64 к' файлы (яғни 64 килобайт) немесе '100 мег' файлы (яғни 100 мегабайт) бар деп айтуы жиі кездеседі. Желінің бит жылдамдығы туралы сөйлескенде, адамдар өткізу қабілеті, ені және жылдамдық терминдерін бір-бірімен алмастырып қолданады және желіні '64 к' желісі немесе '2 мег' желісі деп атайды, яғни 64 кбит/с немесе 2 Мбит/с (қосылымның жолақты ендерінің тізімін де қараңыз). Дегенмен, '64 к' желісі бір секунд ішінде '64 к' файлын жібермейді. Бұл телекоммуникация және компьютерлік техника саласында тәжірибесі жоқ адамдарға түсініксіз болуы мүмкін, сондықтан кейде жаңсақтықтар туындайды. Шындығында, 64 килобайт файлдың көлемі 64 × 1,024 × 8 бит, ал 64 к желісі биттерді 64 × 1,000 бит/с жылдамдықпен жібереді, сондықтан 64 к желісі арқылы 64 килобайт файлды жіберуге кететін уақыт кем дегенде (64 × 1,024 × 8) / (64 × 1,000) секундты құрайды, яғни 8,192 секунд.
It is usual for people to abbreviate commonly used expressions. For file sizes, it is usual for someone to say that they have a '64 k' file (meaning 64 kilobytes), or a '100 meg' file (meaning 100 megabytes). When talking about circuit bit rates, people will interchangeably use the terms throughput, bandwidth and speed, and refer to a circuit as being a '64 k' circuit, or a '2 meg' circuit — meaning 64 kbit/s or 2 Mbit/s (see also the List of connection bandwidths). However, a '64 k' circuit will not transmit a '64 k' file in one second. This may not be obvious to those unfamiliar with telecommunications and computing, so misunderstandings sometimes arise. In actuality, a 64 kilobyte file is 64 × 1,024 × 8 bits in size and the 64 k circuit will transmit bits at a rate of 64 × 1,000 bit/s, so the amount of time taken to transmit a 64 kilobyte file over the 64 k circuit will be at least (64 × 1,024 × 8)/(64 × 1,000) seconds, which works out to be 8.192 seconds.
Жалпы шығындар және деректердің форматтары
Көптеген адамдар қолданатын жалпы байланыс желісі – асинхронды басталу-тоқталу немесе жай ғана "асинхронды" сериялық байланыс. Егер сізде үйдегі немесе кеңседегі компьютерге қосылған сыртқы модем болса, онда байланыс асинхронды сериялық қосылым арқылы болуы мүмкін. Оның артықшылығы – ол қарапайым, оны тек үш сым арқылы іске асыруға болады: жіберу, қабылдау және сигналдық жер (немесе сигналдық ортақ). RS 232 интерфейсінде бос уақыттағы қосылымға үздіксіз теріс кернеу қолданылады. "Нөл" биті сигналдық жерге қатысты оң кернеу айырмасы ретінде, ал "бір" биті сигналдық жерге қатысты теріс кернеу ретінде көрсетіледі, сондықтан ол бос күйден ажыратылмайды. Бұл дегеніміз, сіз біт "бір" бастағанын оны бос уақыттан ажырату үшін білуіңіз керек. Бұл алдын ала келісілгендей, деректердің сілтеме арқылы қаншалықты жылдам жіберілетінін, содан кейін байттың басталуын белгілейтін бастапқы битті қолдану арқылы жасалады. Бұл бастапқы бит "нөл" биті болады. Тоқтату биттері "бір" биттер, яғни теріс кернеу. Шын мәнінде, біт беру жылдамдығы, әр таңбадағы бит саны, паритет және тоқтату биттерінің саны (таңбаның соңын білдіретін) туралы алдын ала келісілген нәрселер болады. "9600 8 E 2" белгілемесі секундына 9600 бит, әр таңбаға 8 бит, жұп паритет және 2 тоқтату битін білдіреді. Асинхронды сериялық қосылымның жиі қолданылатын орнатылуы – 9600 8 N 1 (9600 бит/с, әр таңбаға 8 бит, паритет жоқ және 1 тоқтату биті) – бір 8 биттік таңбаны жіберу үшін барлығы 10 бит жіберіледі (бір бастапқы бит, 8 биттен тұратын байт және бір тоқтату биті). Бұл 20% үстеме шығын, сондықтан 9600 бит/с асинхронды сериялық сілтеме деректерді секундына 9600/8 байт (1200 байт/с) жылдамдығымен емес, бұл жағдайда секундына 9600/10 байт (960 байт/с) жылдамдығымен жібереді, бұл күткеннен әлдеқайда баяу. Жағдай нашарлауы мүмкін. Егер паритет көрсетілсе және 2 тоқтату биті қолданылса, 8 биттік таңбаны тасымалдау үшін барлығы 4 бит қажет (бір бастапқы бит, бір паритет биті және екі тоқтату биті) немесе 50%! Бұл жағдайда 9600 бит/с қосылым 9600/12 байт/с (800 байт/с) тасымалдайды. Асинхронды сериялық интерфейстер әдетте 230,4 кбит/с дейін биттік беру жылдамдығын қолдайды. Егер ол паритетсіз және бір тоқтату битімен орнатылса, бұл байт беру жылдамдығы 23,04 кбайт/с дегенді білдіреді. Асинхронды сериялық қосылымның артықшылығы – оның қарапайымдылығы. Бір кемшілігі – деректерді тасымалдаудың төмен тиімділігі. Бұл проблеманы синхронды интерфейсті пайдалану арқылы шешуге болады. Интерфейстің бұл түрінде сағат сигналы бөлек сымға қосылады, ал биттер сағатпен синхронды түрде жіберіледі – интерфейс әр жеке таңбаның басталу және тоқтату биттерін іздеудің қажеті жоқ, алайда жіберу және қабылдау сағаттарының синхронды сақталуын қамтамасыз ететін механизм болуы керек, сондықтан деректер белгілі делимитаторлармен бөлінген бірнеше таңбалардың фреймдеріне бөлінеді. Фреймді байланыс үшін үш жалпы кодтау схемасы бар – HDLC, PPP және Ethernet.
A common communications link used by many people is the asynchronous start stop, or just "asynchronous", serial link. If you have an external modem attached to your home or office computer, the chances are that the connection is over an asynchronous serial connection. Its advantage is that it is simple — it can be implemented using only three wires: Send, Receive and Signal Ground (or Signal Common). In an RS 232 interface, an idle connection has a continuous negative voltage applied. A 'zero' bit is represented as a positive voltage difference with respect to the Signal Ground and a 'one' bit is a negative voltage with respect to signal ground, thus indistinguishable from the idle state. This means you need to know when a 'one' bit starts to distinguish it from idle. This is done by agreeing in advance how fast data will be transmitted over a link, then using a start bit to signal the start of a byte — this start bit will be a 'zero' bit. Stop bits are 'one' bits i. e. negative voltage. Actually, more things will have been agreed in advance — the speed of bit transmission, the number of bits per character, the parity and the number of stop bits (signifying the end of a character). So a designation of 9600 8 E 2 would be 9,600 bits per second, with eight bits per character, even parity and two stop bits. A common set up of an asynchronous serial connection would be 9600 8 N 1 (9,600 bit/s, 8 bits per character, no parity and 1 stop bit) a total of 10 bits transmitted to send one 8 bit character (one start bit, the 8 bits making up the byte transmitted and one stop bit). This is an overhead of 20%, so a 9,600 bit/s asynchronous serial link will not transmit data at 9600/8 bytes per second (1200 byte/s) but actually, in this case 9600/10 bytes per second (960 byte/s), which is considerably slower than expected. It can get worse. If parity is specified and we use 2 stop bits, the overhead for carrying one 8 bit character is 4 bits (one start bit, one parity bit and two stop bits) or 50%! In this case a 9600 bit/s connection will carry 9600/12 byte/s (800 byte/s). Asynchronous serial interfaces commonly will support bit transmission speeds of up to 230.4 kbit/s. If it is set up to have no parity and one stop bit, this means the byte transmission rate is 23.04 kbyte/s. The advantage of the asynchronous serial connection is its simplicity. One disadvantage is its low efficiency in carrying data. This can be overcome by using a synchronous interface. In this type of interface, a clock signal is added on a separate wire, and the bits are transmitted in synchrony with the clock — the interface no longer has to look for the start and stop bits of each individual character — however, it is necessary to have a mechanism to ensure the sending and receiving clocks are kept in synchrony, so data is divided up into frames of multiple characters separated by known delimiters. There are three common coding schemes for framed communications — HDLC, PPP, and Ethernet
HDLC
HDLC қолданғанда, әр байттың бастауы, қателерді тексеру биті және бір немесе екі тоқтау биті болмай, байттар бір фреймге жиналады. Фреймнің басталуы мен аяқталуы "жалауша" арқылы көрсетіледі, ал қателерді анықтау фреймді тексеру тізбегі арқылы жүзеге асырылады. Егер фреймде 32 биттік максималды адрес, 16 биттік максималды басқару бөлігі және 16 биттік максималды фреймді тексеру тізбегі болса, фреймге шамамен 64 биттік үстеме шығын жұмсалуы мүмкін. Егер әрбір фреймде тек бір байт болса, деректерді өткізу тиімділігі өте төмен болады. Бірақ байттар көбінесе жиналады, сондықтан максималды 64 биттік үстеме шығынмен, 24 байттан астам дерек көтерген фреймдер асинхронды тізбекті қосылымдардан тиімдірек. Фреймдердің мөлшері өзгеріп отыруы мүмкін, себебі олар әртүрлі мөлшердегі деректерді тасымалдай алады, бұл HDLC қосылысының үстеме шығыны тұрақты емес екенін білдіреді.
When using HDLC, rather than each byte having a start, optional parity, and one or two stop bits, the bytes are gathered together into a frame. The start and end of the frame are signalled by the 'flag', and error detection is carried out by the frame check sequence. If the frame has a maximum sized address of 32 bits, a maximum sized control part of 16 bits and a maximum sized frame check sequence of 16 bits, the overhead per frame could be as high as 64 bits. If each frame carried but a single byte, the data throughput efficiency would be extremely low. However, the bytes are normally gathered together, so that even with a maximal overhead of 64 bits, frames carrying more than 24 bytes are more efficient than asynchronous serial connections. As frames can vary in size because they can have different numbers of bytes being carried as data, this means the overhead of an HDLC connection is not fixed.
ҚТҚ
"Нүктеден нүктеге протоколы" (PPP) RFC 1570, RFC 1661 және RFC 1662 Интернеттік сұрау тілектерімен анықталады. Пакеттерді қаптау тұрғысынан, PPP HDLC-ге өте ұқсас, бірақ деректердің ашықтығын сақтай отырып, фреймдерді шектеу үшін биттік және байттық ("октат толтырылған") әдістерін қолдайды.
The "point to point protocol" (PPP) is defined by the Internet Request For Comment documents RFC 1570, RFC 1661 and RFC 1662. With respect to the framing of packets, PPP is quite similar to HDLC, but supports both bit oriented as well as byte oriented ("octet stuffed") methods of delimiting frames while maintaining data transparency.
Эфир желісі
Ethernet – бұл "жергілікті желі" (LAN) технологиясы, және ол кадрлар түрінде ұйымдастырылған. Екі жүйе арасындағы байланыста кадрдың электрлік түрде қалай анықталатыны, HDLC немесе PPP протоколдары қолданылатын, әдеттегі кең аймақтық желі технологиясынан өзгеше, бірақ бұл ерекшеліктер өткізу қабілетін есептеу үшін маңызды емес. Ethernet – ортақ орта, сондықтан екі жүйе бір-біріне файл жіберген кезде, олардың байланысқа толыққанды қол жеткізілгеніне кепілдік жоқ. Егер бірнеше жүйе бір уақытта байланыс құруға тырысса, кез келген екі жүйе арасындағы өткізу қабілеті қол жетімді номиналды ендік жолақтан әлдеқайда төмен болуы мүмкін.
Ethernet is a "local area network" (LAN) technology, which is also framed. The way the frame is electrically defined on a connection between two systems is different from the typically wide area networking technology that uses HDLC or PPP implemented, but these details are not important for throughput calculations. Ethernet is a shared medium, so that it is not guaranteed that only the two systems that are transferring a file between themselves will have exclusive access to the connection. If several systems are attempting to communicate simultaneously, the throughput between any pair can be substantially lower than the nominal bandwidth available.
Басқа төменгі деңгейдегі протоколдар
Топтық-топтық байланыстар жүйелер арасындағы көптеген қосылыстар үшін жалғыз нұсқа емес. Фрейм релейі, ATM және MPLS негізіндегі қызметтерді де қолдануға болады. Деректердің өтімділігін есептеу немесе бағалау кезінде кадр/клетка/пакет форматының және технологияның толыққанды іске асырылуының мән-жайларын түсіну қажет.
Dedicated point to point links are not the only option for many connections between systems. Frame Relay, ATM, and MPLS based services can also be used. When calculating or estimating data throughputs, the details of the frame/cell/packet format and the technology's detailed implementation need to be understood.
Фреймді релелеу
Фрейм релейі деректерді тасымалдайтын кадр форматын анықтау үшін өңделген HDLC форматын пайдаланады.
Frame Relay uses a modified HDLC format to define the frame format that carries data.
АТМ
Асинхронды беру режимі (ATM) деректерді тасымалдаудың түбегейлі басқа әдісін қолданады. Өзгермелі ұзындығы бар кадрлар немесе пакеттердің орнына деректер белгілі бір өлшемдегі жасушаларда тасымалданады. Әрбір жасушаның ұзындығы 53 байтқа тең, алғашқы 5 байты – тақырып, ал келесі 48 байты – пайдалы жүктеме ретінде анықталады. Деректер желісі көбінесе 48 байттан асатын дерек пакеттерін қажет етеді, сондықтан кіші жасушалармен тасымалдау үшін үлкен дерек пакеттерін стандартты тәртіппен қалай бөлу керектігін анықтайтын бейімделу процесі бар. Бұл процесс тасымалданатын деректерге байланысты өзгереді, сондықтан ATM терминологиясында ATM бейімделу қабаттарының әртүрлі түрлері бар. Көптеген деректер үшін анықталған процесс ATM бейімделу қабаты №5 немесе AAL5 деп аталады. ATM байланыстарының өнімділігін түсіну үшін, тасымалданатын деректер үшін қандай ATM бейімделу қабаты қолданылғанын білу қажет.
Asynchronous Transfer Mode (ATM) uses a radically different method of carrying data. Rather than using variable length frames or packets, data is carried in fixed size cells. Each cell is 53 bytes long, with the first 5 bytes defined as the header, and the following 48 bytes as payload. Data networking commonly requires packets of data that are larger than 48 bytes, so there is a defined adaptation process that specifies how larger packets of data should be divided up in a standard manner to be carried by the smaller cells. This process varies according to the data carried, so in ATM nomenclature, there are different ATM Adaptation Layers. The process defined for most data is named ATM Adaptation Layer No. 5 or AAL5. Understanding throughput on ATM links requires a knowledge of which ATM adaptation layer has been used for the data being carried.
MPLS
Көппротоколдық белгілер ауыстыру (MPLS) қолданыстағы деректер пакеттеріне «белгі» деп аталатын стандартты таңба немесе бас қосады. Кейбір жағдайларда MPLS-ті «үстелген» түрде қолдануға болады, яғни таңбалар бұрыннан белгіленген пакеттерге қосылады. MPLS жүйелері арасындағы байланыс «табиғи» болуы мүмкін, яғни негізгі тасымалдау протоколы болмайды, немесе MPLS белгісі бар пакеттер фреймдік релелік немесе HDLC пакеттерінің ішінде пайдалы жүктеме ретінде тасымалдануы мүмкін. Дұрыс өнімділікті есептеу үшін мұндай конфигурацияларды ескеру қажет. Мысалы, деректер пакетіне екі MPLS белгісі «белгілерді үйіп қою» арқылы тіркелуі мүмкін, содан кейін ол HDLC кадрының ішіне пайдалы жүктеме ретінде орналастырылады. Бұл, пакетке бір MPLS белгісін тіркеп, оны ешқандай негізгі протоколсыз «табиғи» түрде қабылдау жүйесіне жіберуге қарағанда көбірек жүктеме тудырады.
Multiprotocol Label Switching (MPLS) adds a standard tag or header known as a 'label' to existing packets of data. In certain situations it is possible to use MPLS in a 'stacked' manner, so that labels are added to packets that have already been labelled. Connections between MPLS systems can also be 'native', with no underlying transport protocol, or MPLS labelled packets can be carried inside frame relay or HDLC packets as payloads. Correct throughput calculations need to take such configurations into account. For example, a data packet could have two MPLS labels attached via 'label stacking', then be placed as payload inside an HDLC frame. This generates more overhead that has to be taken into account that a single MPLS label attached to a packet which is then sent 'natively', with no underlying protocol to a receiving system.
Жоғары деңгейдегі хаттамалар
Кейбір жүйелер файлдар мен деректерді HDLC немесе PPP кадрларының "Деректер" өрісіне файлдың мазмұнын көшіру арқылы жібереді, бірақ деректерді HDLC немесе PPP кадрының "Деректер" өрісінде форматтау үшін тағы бір протокол қабаты қолданылады. Ең көп қолданылатын мұндай протокол – RFC 791 стандартымен анықталған Интернет протоколы (IP). Бұл өз қосымша шығындарын тудырады. Қайтадан, көптеген жүйелер файлдың мазмұнын IP пакеттеріне көшірмейді, екі жүйе арасындағы байланысты басқаратын тағы бір протоколды қолданады – RFC 1812 стандартымен анықталған TCP (Тасымалдау бақылау протоколы). Бұл да өз шығындарын қосады. Соңында, деректерді беру процесін басқаратын соңғы протокол қабаты болады. Бұл үшін жиі қолданылатын протокол – файлдарды беру протоколы.
Few systems transfer files and data by simply copying the contents of the file into the 'Data' field of HDLC or PPP frames — another protocol layer is used to format the data inside the 'Data' field of the HDLC or PPP frame. The most commonly used such protocol is Internet Protocol (IP), defined by RFC 791. This imposes its own overheads. Again, few systems simply copy the contents of files into IP packets, but use yet another protocol that manages the connection between two systems — TCP (Transmission Control Protocol), defined by RFC 1812. This adds its own overhead. Finally, a final protocol layer manages the actual data transfer process. A commonly used protocol for this is the "file transfer protocol