Co to jest przepustowość?

Prawdopodobnie widziałeś reklamowaną przepustowość, jeśli kiedykolwiek kupowałeś nowe połączenie internetowe. Prawdopodobnie widziałeś rzeczywistą zmierzoną przepustowość, jeśli wykonałeś test prędkości Internetu. Chociaż oczywiste jest, że wyższe liczby są lepsze, może być trochę niejasne, jaka dokładnie jest przepustowość, jeśli nie jesteś zaznajomiony z terminologią.

Co to jest przepustowość?

Przepustowość jest miarą maksymalnej możliwej szybkości transmisji połączenia. W niektórych przypadkach brzegowych, na przykład w przypadku przepustowości połączenia internetowego, reklamowana przepustowość może nie być sztywnym ograniczeniem, ponieważ w niektórych krajach obowiązują przepisy wymagające od dostawców usług internetowych przynajmniej spełnienia reklamowanych prędkości dla określonego. Ogólnie duża, część bazy klientów. Dostawcy usług internetowych zazwyczaj zapewniają nieco więcej niż reklamowano, aby uniknąć potencjalnych procesów sądowych, jeśli tak jest. Szerokość pasma to bezwzględna górna granica przesyłanych danych pod względem rzeczywistej szerokości pasma technologii transmisji kablowej lub bezprzewodowej.

Jak w przypadku każdej miary danych, przepustowość jest mierzona w bitach lub bajtach. Bit to pojedyncza jednostka danych binarnych, 1 lub 0. Bajt składa się z ośmiu bitów, standardowej liczby grupy bitów. Na szczęście nowoczesna przepustowość jest bardzo wysoka. W milionach lub miliardach bitów na sekundę jest to zwykle wyświetlane jako megabity na sekundę lub gigabity na sekundę i megabajty na sekundę lub gigabajty na sekundę. Standardowe skrócenie jednostek to odpowiednio Mb/s, Gb/s, MB/s i GB/s. Jednak czasami mogą one mieć „p” zastąpione przez „/”, jak w innych jednostkach czasu, takich jak Mb/s.

Uwaga: Jednostki mierzone w bitach zawsze używają małej litery „b”, tj. Gb/s. Bajty są zawsze reprezentowane przez duże „B”, tj. MB/s.

Należy pamiętać, że wszystko mierzone w bajtach będzie wyglądać osiem razy mniejsze niż to samo mierzone w bitach. Na przykład połączenie światłowodowe o przepustowości 1 gigabita na sekundę zapewnia 125 megabajtów na sekundę. Ten współczynnik konwersji jest niezbędny, ponieważ przepustowości, takie jak prędkość Internetu, są zwykle podawane w wielokrotnościach bitów na sekundę. Podczas gdy rozmiary plików są zwykle podawane w wielokrotnościach bajtów na sekundę.

Czas oczekiwania

Chociaż przepustowość jest najbardziej znaną miarą szybkości połączenia, nie jest jedyną. Opóźnienie to kolejna ważna miara, którą należy wziąć pod uwagę. Opóźnienie często nie jest odczuwane przez użytkownika w przypadku połączeń wewnętrznych z jego komputerem lub siecią lokalną. Nie oznacza to jednak, że nie ma to wpływu. Efekt opóźnienia jest najczęściej odczuwalny w Internecie, chociaż jest również określany jako „ping”.

Opóźnienie jest miarą opóźnienia między wysłaniem żądania a odbiorcą, który zaczyna je otrzymywać. W Internecie opóźnienie może się różnić w zależności od odległości od serwera, z którym się komunikujesz. Na przykład standardowy ping do USA z Wielkiej Brytanii wynosi około 100 milisekund. W niektórych przypadkach, jeśli mieszkasz w pobliżu lokalizacji serwera, możesz uzyskać zaledwie 10, a nawet 8 milisekund. Opóźnienie poniżej tego nie zdarza się jednak w Internecie, ponieważ Twój sygnał nadal musi podróżować przez wiele sieci. W sieciach lokalnych można uzyskać ping milisekundowy lub submilisekundowy. Na lokalnie podłączonych urządzeniach pamięci opóźnienie może być na tyle niskie, że można je zmierzyć w nanosekundach.

Nie ma znaczenia, jak dobra jest Twoja przepustowość. Jeśli masz duże opóźnienie, będziesz miał słabe wrażenia. Weźmy na przykład Marsa. Nawet gdybyś miał gigabitowe połączenie internetowe z Ziemią, dotarcie sygnału na Ziemię zajęłoby co najmniej sześć minut i co najmniej kolejne sześć minut, aby uzyskać odpowiedź. To nie jest dobre do przeglądania sieci lub prób kierowania łazikami marsjańskimi.

Wydajność

Przepustowość to kolejna miara. Jest bardzo podobny do przepustowości, ale mierzy aktualnie używaną użyteczną przepustowość danych. Uwzględnia wszelkie narzuty sygnalizacyjne oraz fakt, że niektóre urządzenia mogą nie być w stanie nasycić połączenia o dużej przepustowości.

Weźmy na przykład kabel SATA. Ma przepustowość 6 Gb/s lub 750 MB/s. SATA jest tradycyjnie używany do podłączania dysków twardych. Jednak dysk twardy zazwyczaj może odczytywać dane z prędkością około 230 MB/s. Jest to rzeczywista miara przesyłanych danych, a nie teoretyczna szczytowa przepustowość połączenia. Przepustowość ma krytyczne znaczenie, gdy przepustowość połączenia nie jest czynnikiem ograniczającym.

Ten diagram wyraźnie wyjaśnia różnicę między przepustowością, przepustowością i opóźnieniem. źródło: DNSstuff

Klasyczny przykład

Duży problem z przepustowością można zaobserwować podczas próby wykonania dużych transferów. Wyobraź sobie firmę, która miała katastrofę, która uszkodziła kilka krytycznych dysków twardych. Powiedzmy, że skok napięcia usmażył dyski. Na szczęście mieli pod ręką zapasowe dyski, które mogli po prostu wymienić, oraz kopie zapasowe, z których mogli przywrócić.

Teraz jednak uświadamiają sobie problem z przepustowością. Przechowują dane na szybkich dyskach SSD PCIe Gen3, ale kopie zapasowe są przechowywane zdalnie. Zdalna lokalizacja ma połączenie Gigabit Ethernet. Brzmi to świetnie dla użytkowników domowych, ale 1 Gb/s to tylko 125 MB/s, czyli wolniej niż HDD może przesyłać dane. Z kopią zapasową w zakresie 100 TB i wykorzystaniem całkowitej przepustowości połączenia, ukończenie transferu zajmie ponad dziewięć dni. To oczywiście jest złe.

W tym miejscu inżynier oferuje rozwiązanie. Pojadą w trzygodzinną podróż do drugiego centrum danych, zbiorą i starannie oznaczą wszystkie niezbędne dyski, a następnie wrócą z nimi samochodem. Plan jest taki, że po zakończeniu podróży w obie strony będą mogli podłączyć dyski lokalnie i zakończyć proces przywracania ze znacznie większą szybkością transferu lokalnego.

Chociaż ten plan może mieć straszne trzygodzinne opóźnienie i co najmniej sześć godzin podróży w obie strony, ręczne przenoszenie dysków zapewnia doskonałą przepustowość, umożliwiając ukończenie całego procesu w mniej niż jeden dzień. Prowadzi to do klasycznej frazy w scenariuszach planowania odzyskiwania po awarii: „nigdy nie lekceważ przepustowości ciężarówki pełnej dysków twardych”.

Uwaga: metoda „ciężarówka pełna dysków twardych” jest często stosowana do przesyłania znacznych zestawów danych naukowych z lokalizacji. Gdzie dane zostały zebrane do superkomputera, który je przetworzy.

Wniosek

Przepustowość jest miarą maksymalnej możliwej prędkości transferu połączenia. Jest to ważna miara szybkości połączenia, ale generalnie tylko wtedy, gdy jest czynnikiem ograniczającym. Ważne jest, aby mieć świadomość, kiedy przepustowość jest ważnym czynnikiem ograniczającym, a kiedy nie. Inne miary szybkości połączenia, takie jak opóźnienie i przepustowość, również mogą być ważnymi czynnikami ograniczającymi. Idealnie byłoby, gdyby żadne duże wąskie gardło i prędkości transferu nie pasowały do ​​siebie, zapewniając jednocześnie przydatne połączenie dla twoich przypadków użycia.

Niektóre systemy serwerów, głównie pulpity nawigacyjne wykorzystania serwerów w chmurze, często odnoszą się do przepustowości. W tym przypadku na ogół nie mają na myśli szczytowej szybkości transferu. Zamiast tego odnoszą się do całkowitej ilości danych przesłanych w czasie, zwykle w ciągu dnia, tygodnia, miesiąca lub roku. Technicznie nie powinno to być określane jako przepustowość. Lepszą nazwą byłoby „przesyłanie miesięcznych danych” lub podobne, ponieważ jest to miara rzeczywistego wykorzystania, a nie teoretyczny szczytowy transfer danych.