Design båndbredde beregningsmetoder
- længden af hovedsystemet;
- det materiale, som produkterne er fremstillet af;
- antal vandpunkter og så videre.
Til dato er der flere måder at hjælpe med at beregne gennemløbet af en struktur.
Særlig formel. Vi vil ikke gå for meget ind i det, da det ikke vil give noget til en almindelig person uden særlig viden. Lad os bare præcisere, at der i en sådan formel bruges gennemsnitlige indikatorer, såsom ruhedskoefficienten eller Ksh. For en bestemt type system og en periode er det anderledes. Hvis vi beregner gennemløbet af et rør lavet af stål (ikke tidligere betjent), svarer Ksh-indikatoren til 0,2 mm.
Præcis gennemstrømningsberegning kræver kendskab til tabeldata svarende til et bestemt materiale.
Men stadig, disse data alene er ikke nok.
Tabeller. Præcis gennemstrømningsberegning kræver kendskab til tabeldata svarende til et bestemt materiale.
Der findes en række tabeller til hydraulisk beregning af rør af stål, plast, asbestcement, glas mv. Som eksempel kan vi nævne tabellen F.A. Shevelev.
Specialiserede programmer til optimering af vandforsyningsnet. Metoden er moderne og letter i høj grad opgaven med at regne. I et sådant program bestemmes den maksimale værdi af alle værdier for enhver type produkt. Funktionsprincippet er følgende.
Efter indtastning af visse obligatoriske værdier i programmet får du alle de nødvendige parametre. Det mest hensigtsmæssige er at bruge programmet, når der lægges et stort vandforsyningssystem, hvortil vandpunkter er forbundet i massevis.
De parametre, der skal tages i betragtning ved brug af et specielt program, er som følger:
Der er specialiserede programmer til beregning af gennemløbet af et rør, du behøver kun at indtaste visse obligatoriske værdier i programmet, og alle de nødvendige parametre vil blive beregnet.
- sektionslængde;
- størrelsen af den indre diameter af strukturen;
- ruhedskoefficient for et specifikt materiale;
- koefficient for lokal modstand (dette er tilstedeværelsen af bøjninger, tees, kompensatorer osv.);
- grad af overvækst af hovedsystemet.
Enhver af ovenstående metoder vil give dig et nøjagtigt resultat af gennemstrømningen af elementerne og af hele vandforsyningssystemet i huset. Efter at have foretaget en kvalitativ beregning er det let at undgå vanskelighederne forbundet med dårlig vandforsyning eller dets fravær overhovedet.
Rørkapacitetstabel
Type rørledningssystem | Hastighedsindikator (m/s) |
Til akvatisk arbejdsmiljø | |
1. Byknude | fra 0,60 til 1,50 |
2. Hovedpersonens hovedveje | fra 1.50 til 3.00 |
3. Centralvarme | fra 2.00 til 3.00 |
4. Tryksystemer | fra 0,75 til 1,50 |
5. Væsker af hydraulisk karakter | op til 12 |
Til olie (hydrauliske væsker) | |
1. Rørledninger | fra 3.00 til 7.5 |
2. Tryksystemer | fra 0,75 til 1,25 |
For par | |
1. Varmesystemer | fra 20.0 til 30.0 |
2. Systemer af central karakter | fra 30,0 til 50,0 |
3. Højtemperaturvarmesystemer | fra 50,0 til 70,0 |
Til luft- og gasmedier | |
1. Hovedsystemer af central karakter | fra 20,0 til 75,0 |
informationsteori kanalkapacitet 2
Jeg har læst et par artikler online, og jeg har en ret god forståelse af TCP og UDP generelt. Jeg er dog stadig i tvivl om, at jeg er sikker på, at det ikke er helt klart for mig.
( )
OPDATERING:
Jeg fandt ud af, at TCP bruger windows, som ikke er mere end mange segmenter, der kan sendes, før de rent faktisk venter på Thanks. Men jeg tvivler på, at UDP-segmenter konstant bliver sendt uden overhovedet at bekymre sig om Thanks. Så der er ingen ekstra overhead i UDP. Hvorfor er TCP-gennemstrømningen så meget højere end UDP-gennemstrømningen?
Og endelig
Det er sandt ?
Hvis ja, så er TCP-gennemløbet altid lig med Know Link-hastigheden. Og fordi RTT annullerer hinanden, afhænger TCP-gennemstrømningen ikke engang af RTT.
Jeg har set i nogle netværksanalyseværktøjer som iperf, gennemløbsydelsestest osv., at TCP/UDP-gennemløbet ændres med blokstørrelsen.
Tabelberegning af kloakrør
-
Ikke-tryk kloakering
. Til beregning af trykløse kloaksystemer anvendes tabeller, der indeholder alle nødvendige indikatorer. Når du kender diameteren af de installerede rør, kan du vælge alle andre parametre afhængigt af det og erstatte dem i formlen. Derudover angiver tabellen mængden af væske, der passerer gennem røret, hvilket altid falder sammen med rørledningens permeabilitet. Om nødvendigt kan du bruge Lukin-tabellerne, som angiver gennemløbet af alle rør med en diameter i området fra 50 til 2000 mm. -
Trykkloak
. Det er noget lettere at bestemme gennemløbet i denne type system ved hjælp af tabeller - det er nok at kende den maksimale fyldningsgrad af rørledningen og den gennemsnitlige hastighed for væsketransport.
Gennemløbstabellen for polypropylenrør giver dig mulighed for at finde ud af alle de parametre, der er nødvendige for at arrangere systemet.
Beregning af kapaciteten af kloakrør
Når du designer et kloaksystem, er det bydende nødvendigt at beregne gennemløbet af rørledningen, som direkte afhænger af dens type (kloaksystemer er tryk og ikke-tryk). Hydrauliske love bruges til at udføre beregninger. Selve beregningerne kan udføres både ved hjælp af formler og ved hjælp af de tilsvarende tabeller.
Til den hydrauliske beregning af kloaksystemet kræves følgende indikatorer:
- Rørdiameter - Du;
- Den gennemsnitlige hastighed for bevægelse af stoffer - v;
- Værdien af den hydrauliske hældning - I;
- Fyldningsgrad – h/DN.
Hastigheden og det maksimale påfyldningsniveau for husholdningsspildevand bestemmes af tabellen, som kan skrives som følger:
- Diameter 150-250 mm - h / DN er 0,6, og hastigheden er 0,7 m / s.
- Diameter 300-400 mm - h / DN er 0,7, hastighed - 0,8 m / s.
- Diameter 450-500 mm - h / DN er 0,75, hastighed - 0,9 m / s.
- Diameter 600-800 mm - h / DN er 0,75, hastighed - 1 m / s.
- Diameter 900+ mm - h / DN er 0,8, hastighed - 1,15 m / s.
For et produkt med et lille tværsnit er der normative indikatorer for rørledningens mindste hældning:
- Med en diameter på 150 mm bør hældningen ikke være mindre end 0,008 mm;
- Med en diameter på 200 mm bør hældningen ikke være mindre end 0,007 mm.
Følgende formel bruges til at beregne mængden af spildevand:
q = a*v,
Hvor a er strømmens frie område;
v er hastigheden af spildevandstransport.
Transporthastigheden af et stof kan bestemmes ved hjælp af følgende formel:
v=C√R*i,
hvor R er værdien af den hydrauliske radius,
C er befugtningskoefficienten;
i - graden af hældning af strukturen.
Fra den foregående formel kan du udlede følgende, som bestemmer værdien af den hydrauliske hældning:
i=v2/C2*R.
For at beregne befugtningskoefficienten bruges en formel med følgende form:
С=(1/n)*R1/6,
Hvor n er en koefficient, der tager hensyn til graden af ruhed, som varierer fra 0,012 til 0,015 (afhængig af rørmaterialet).
R-værdien er normalt sidestillet med den sædvanlige radius, men dette er kun relevant, hvis røret er helt fyldt.
I andre situationer bruges en simpel formel:
R=A/P
Hvor A er tværsnitsarealet af vandstrømmen,
P er længden af den indre del af røret, der er i direkte kontakt med væsken.
Faktorer, der påvirker internethastigheden
Som du ved, afhænger den endelige hastighed af internettet også af kommunikationskanalens båndbredde. Også hastigheden af informationsoverførsel påvirkes af:
Tilslutningsmetoder.
Radiobølger, kabler og fiberoptiske kabler. Egenskaberne, fordelene og ulemperne ved disse forbindelsesmetoder er blevet diskuteret ovenfor.
Serverbelastning.
Jo mere travlt serveren har, jo langsommere modtager eller transmitterer den filer og signaler.
Ekstern interferens.
Den stærkeste interferens påvirker forbindelsen, der oprettes ved hjælp af radiobølger. Dette er forårsaget af mobiltelefoner, radioer og andre radiomodtagere og -sendere.
Status for netværksudstyr.
Selvfølgelig spiller forbindelsesmetoderne, servernes tilstand og tilstedeværelsen af interferens en vigtig rolle i at levere højhastighedsinternet. Men selvom ovenstående indikatorer er normale, og internettet har en lav hastighed, er sagen skjult i computerens netværksudstyr. Moderne netværkskort er i stand til at understøtte en internetforbindelse ved hastigheder på op til 100 Mbps. Tidligere kunne kort give en maksimal gennemstrømning på henholdsvis 30 og 50 Mbps.
Forsendelse overhead
Internettet er et best-effort netværk, hvilket betyder, at pakker vil blive leveret, hvis det er muligt, men kan også blive droppet. Pakkedråber justeres af transportlaget i tilfælde af TCP; der er ingen sådan mekanisme for UDP, hvilket betyder, at enten er applikationen ligeglad med, at nogle dele af dataene ikke leveres, eller også implementerer applikationen retransmission direkte oven på UDP.
Gentransmission reducerer forbruget af to årsager:
en. Nogle data skal sendes igen, hvilket tager tid. Dette introducerer en latenstid, der er omvendt proportional med hastigheden af den langsomste forbindelse i netværket mellem afsender og modtager (også kendt som flaskehalsen). b. Detekteringen af, at nogle data ikke er blevet leveret, kræver feedback fra modtageren til afsenderen. På grund af udbredelsesforsinkelser (nogle gange kaldet latency, forårsaget af den endelige lyshastighed i kablet), kan feedback kun modtages af afsenderen med en vis forsinkelse, hvilket yderligere bremser transmissionen. I de fleste praktiske tilfælde er dette det største bidrag til den yderligere forsinkelse forårsaget af retransmission.
Det er klart, hvis du bruger UDP i stedet for TCP og er ligeglad med pakketab, vil du naturligvis få bedre ydeevne. Men for mange applikationer kan datatab ikke tolereres, så denne måling er meningsløs.
Der er nogle programmer, der bruger UDP til at overføre data. Den ene er BitTorrent, som kan bruge enten TCP eller en protokol, de oprettede kaldet uTP, som emulerer TCP over UDP, men har til formål at gøre bedre brug af mange samtidige forbindelser. En anden transportprotokol implementeret over UDP er QUIC, som også emulerer TCP og tilbyder multipleksing af flere parallelle transmissioner over en enkelt forbindelse og fremadrettet fejlkorrektion for at reducere gentransmissioner.
Jeg vil diskutere fremadrettet fejlkorrektion lidt, da det er relateret til dit gennemstrømningsspørgsmål. Den naive måde at implementere det på er at sende hver pakke to gange; hvis den ene farer vild, har den anden stadig en chance for at komme
Dette reducerer antallet af retransmissioner med op til det halve, men halverer også din omsætning, når du sender overflødige data (bemærk, at netværks- eller linklagets båndbredde forbliver den samme!). I nogle tilfælde er dette normalt; især hvis latensen er meget høj, for eksempel på interkontinentale eller satellitkanaler
Der er også nogle matematiske metoder, hvor du ikke behøver at sende en komplet kopi af dataene; for hver n pakker du sender, sender du for eksempel en anden reduntant, som er XOR (eller en anden aritmetisk operation) af dem; hvis det ekstra er tabt, er det lige meget; hvis en af de n pakker går tabt, kan du gendanne den baseret på den overflødige og den anden n-1. På denne måde kan du indstille FEC-overhead til den mængde båndbredde, du kan spare.
1. Informationsoverførselshastighed i et diskret kommunikationssystem
V
diskret kommunikationssystem i fravær
interferensinformation ved udgangen af kommunikationskanalen
(PI-kanal) falder fuldstændig sammen med
information ved sit input, så
informationsoverførselshastighed numerisk
svarer til kildens ydeevne
Beskeder:
.(5.1)
På
tilstedeværelsen af interferens del af kildeinformationen
hastigheden af informationsoverførsel går også tabt
viser sig at være mindre end produktiviteten
kilde. Samtidig i beskeden
information tilføjes ved udgangen af kanalen
om interferens (fig. 12).
Så
i nærvær af interferens, er det nødvendigt at tage hensyn
ved udgangen af kanalen, ikke al information,
givet af kilden, men kun gensidigt
Information:
bps (5.2)
På den
formel (5.1) vi har
eller
,
(5.3)
hvor H(x)
ydeevne
kilde;
H(xy)
upålidelighed
“ kanal (tab) pr. tidsenhed;
H(y)
entropi af outputmeddelelsen pr. enhed
tid;
H(yx)=H’(n)
er entropien af interferens (støj) pr. tidsenhed.
passere
kommunikationskanal evne (kanal
informationsoverførsel) C
kaldet det maksimalt mulige
kanalinformationshastighed
.(5.4)
For præstation
maksimalt, alt muligt
outputkilder og alt muligt
kodningsmetoder.
På denne måde
kommunikationskanals båndbredde
er lig med maksimal ydeevne
kilde ved kanalindgangen, helt
matchet med egenskaberne
denne kanal, minus tab af information
kanal på grund af interferens.
I en kanal uden forstyrrelser
C=maxH(x),
fordi H(xy)=0.
Ved brug af ensartet kode med
basis k,
bestående af n
elementer med en varighed øh,
i en kanal uden interferens
,
på k=2
bit/s.
(5.5)
For effektiv
båndbreddeforbrug
kanal skal koordineres med
inputkilde. Sådan
matchning er mulig for begge kanaler
kommunikation uden forstyrrelser, og for kanaler med
interferens baseret på to teoremer,
bevist af K. Shannon.
1. sætning (for
kommunikationskanal uden interferens):
Hvis kilden
beskeder har entropi H
(bit pr. symbol), og kommunikationskanalen - gennemløb
evne C
(bits per sekund), så kan du kode
beskeder på en sådan måde, at
overføre information over en kanal
gennemsnitshastighed, vilkårligt tæt på
til værdien C,
men overdriv det ikke.
K. Shannon foreslog
og en metode til sådan kodning, som
kaldet statistisk
optimal kodning. Yderligere
ideen om en sådan kodning blev udviklet
i Fano og Huffmans værker og pt
tid er meget brugt i praksis
for "meddelelseskomprimering".
Relæomkostninger
Internettet er et bedste netværk, hvilket betyder, at pakker vil blive leveret, hvis det er muligt, men kan også blive droppet. Pakkedråber håndteres af transportlaget, i tilfælde af TCP; der er ingen sådan mekanisme for UDP, hvilket betyder, at enten er applikationen ligeglad med, om nogle dele af dataene ikke leveres, eller også udfører applikationen selv retransmission over UDP.
Gentransmission reducerer nyttig gennemstrømning af to årsager:
en. Nogle data skal sendes igen, hvilket tager lang tid.Dette introducerer en forsinkelse, der er omvendt proportional med hastigheden af den langsomste forbindelse i netværket mellem afsender og modtager (som også er flaskehalsen). b. Detekteringen af, at nogle data ikke er blevet leveret, kræver feedback fra modtageren til afsenderen. På grund af udbredelsesforsinkelser (nogle gange kaldet latency; forårsaget af den endelige lyshastighed i kablet), kan feedback kun modtages af afsenderen med en vis forsinkelse, hvilket yderligere bremser transmissionen. I de fleste praktiske tilfælde er dette det væsentligste bidrag til den yderligere forsinkelse forårsaget af retransmission.
Det er klart, at hvis du bruger UDP i stedet for TCP og er ligeglad med pakketab, vil du selvfølgelig få bedre ydeevne. Men for mange applikationer er datatab uacceptabelt, så en sådan måling giver ikke mening.
Der er nogle programmer, der bruger UDP til at overføre data. En af dem er BitTorrent, som kan bruge enten TCP eller en protokol, de udviklede kaldet uTP, som emulerer TCP over UDP, men som har til formål at være mere effektiv, når der bruges mange samtidige forbindelser. En anden transportprotokol implementeret over UDP er QUIC, som også emulerer TCP og tilbyder multipleksing af flere parallelle transmissioner over en enkelt forbindelse og fremadrettet fejlkorrektion for at reducere gentransmissioner.
Jeg vil diskutere fremadrettet fejlretning lidt, da det er relateret til dit gennemstrømningsspørgsmål. Den naive måde at gøre dette på er at sende hver pakke to gange; hvis den ene går tabt, har den anden stadig en chance for at blive opnået
Dette halverer antallet af gentransmissioner, men halverer også din nettogennemstrømning, når du sender overflødige data (bemærk, at netværks- eller linklagets båndbredde forbliver den samme!). I nogle tilfælde er dette normalt; især hvis forsinkelsen er meget stor, for eksempel på interkontinentale eller satellitkanaler
Desuden er der nogle matematiske metoder, når du ikke behøver at sende en komplet kopi af dataene; for hver n pakker du sender, sender du for eksempel en anden overskydende pakke, som er XOR (eller en anden aritmetisk operation) af dem; hvis det ekstra er tabt, er det lige meget; hvis en af de n pakker går tabt, kan du gendanne den baseret på den overflødige og den anden n-1. På denne måde kan du konfigurere overheaden for fremadrettet fejlkorrektion til den mængde båndbredde, du kan spare.
Hvordan måler du overførselstid
Er transmissionen afsluttet, når afsenderen er færdig med at sende den sidste bit ned ad ledningen, eller inkluderer den også den tid, det tager for den sidste bit at rejse til modtageren? Inkluderer dette også den tid, det tager at modtage bekræftelse fra modtageren, der angiver, at alle data blev modtaget med succes, og ingen gentransmission er påkrævet?
Det kommer meget an på, hvad du vil måle.
Bemærk venligst, at for store overførsler i de fleste tilfælde er en ekstra tur-retur-tid ubetydelig (medmindre du f.eks. kommunikerer med en sonde på Mars)
Hvad er denne nøglefunktion i TCP, der gør den så meget overlegen i forhold til UDP?
Dette er ikke sandt, selvom det er en almindelig misforståelse.
Udover at videresende data, når det er nødvendigt, vil TCP også justere sendehastigheden, så den ikke forårsager pakkefald på grund af overbelastning af netværket. Tuning-algoritmen er blevet forfinet gennem årtier og konvergerer normalt hurtigt op til den maksimale hastighed, der understøttes af netværket (faktisk flaskehalsen). Af denne grund er det normalt svært at slå TCP i gennemløb.
Med UDP har afsenderen ingen takstgrænse. UDP tillader en applikation at sende så meget den vil. Men hvis du forsøger at sende mere, end netværket kan klare, vil nogle data blive slettet, hvilket vil reducere din båndbredde og også gøre netværksadministratoren meget vred på dig. Det betyder, at det ikke er praktisk at sende UDP-trafik med høj hastighed (medmindre målet er et DoS-netværk).
Nogle medieapplikationer bruger UDP, men afsenderens hastighedsbegrænsende transmission er meget langsom. Dette bruges almindeligvis i VoIP- eller internetradioapplikationer, hvor der kræves meget lidt båndbredde, men lav latenstid. Jeg tror, at dette er en af grundene til misforståelsen om, at UDP er langsommere end TCP; det er det ikke, UDP kan være så hurtigt, som netværket tillader.
Som jeg nævnte før, er der protokoller som uTP eller QUIC implementeret oven på UDP, der giver lignende ydeevne som TCP.
Det er sandt ?
Intet pakketab (og retransmissioner) er korrekte.
Dette er kun korrekt, hvis vinduesstørrelsen er indstillet til den optimale værdi. BDP / RTT - den optimale (maksimalt mulige) transmissionshastighed i netværket. De fleste moderne operativsystemer burde være i stand til at autokonfigurere det optimalt.
Hvordan afhænger gennemløbet af blokstørrelsen? Er blokstørrelsen TCP-vinduet eller UDP-datagramstørrelsen?
Hvad er lidt Hvordan måles bithastighed
Bithastighed er et mål for hastigheden af en forbindelse. Beregnet i bit, de mindste enheder af informationslagring, i 1 sekund. Det var iboende i kommunikationskanaler i æraen med den "tidlige udvikling" af internettet: på det tidspunkt blev tekstfiler hovedsageligt transmitteret på det globale web.
Nu er den grundlæggende måleenhed 1 byte. Det er til gengæld lig med 8 bits. Begyndende brugere laver meget ofte en grov fejl: de forveksler kilobits og kilobytes. Det giver anledning til forvirring, når en kanal med en båndbredde på 512 kbps ikke lever op til forventningerne og giver en hastighed på kun 64 KB/s. For ikke at blive forvirret skal du huske, at hvis bits bruges til at angive hastighed, vil indtastningen ske uden forkortelser: bits / s, kbit / s, kbit / s eller kbps.
2. Båndbredde af en homogen symmetrisk kommunikationskanal
V
homogen kommunikationskanal betinget (forbigående)
sandsynligheder s(y1x1)
ikke afhængig
fra tiden. Graf over tilstande og overgange
homogen binær kommunikationskanal
vist i fig. tretten.
Fig.13
I dette billede
x1
og x2
– signaler ved indgangen til kommunikationskanalen, y1
ogy2
- udgangssignaler. Hvis det overføres
signal x1
og modtog et signal y1,
dette betyder, at det første signal
(indeks 1) er ikke forvrænget. Hvis det overføres
første signal (x1),
og det andet signal modtages (y2),
det betyder, at der er en forvrængning
første signal. Overgangssandsynligheder
vist i fig. 13. Hvis kanalen er symmetrisk,
så er overgangssandsynlighederne parvis ens.
Angiv: s(y2x1)=
s(y1x2)=søh– sandsynligheder
signalelement forvrængning, s(y1x1)=
s(y2x2)=1-søh– sandsynligheder
korrekt modtagelse af signalelementet.
I overensstemmelse med
formlerne (5.1) og (5.3)
.
Hvis signalerne
x1
og x2 har
samme varighed øh,
derefter
.
Derefter kanalkapaciteten
vil være lig med
.
(5.7)
I denne formel
maxH(y)=logk.
For en binær kanal (k=2)
maxH(y)=1
og formel (5.4) har formen
.
(5.8)
Det mangler at blive fastlagt
betinget entropi H(yx).
For en binær kilde har vi
erstatter det
værdien af den betingede entropi i (5.8), får vi
endegyldigt
.
(5.9)
På fig. 14 bygget
gennemløbskurve
binær kanal på fejlsandsynligheden.
For en kommunikationskanal
Med k>2
gennemløbet bestemmes
næsten samme formel:
. (5.10)
Varetægtsfængslet
lad os se på et eksempel. Lad der være
binær kilde med ydeevne
bit/s.
Ris. 14
På fig. 14 bygget
gennemløbskurve
binær kanal på fejlsandsynligheden.
For en kommunikationskanal
Med k>2
gennemløbet bestemmes
næsten samme formel:
. (5.10)
Varetægtsfængslet
lad os se på et eksempel. Lad der være
binær kilde med ydeevne
bit/s.
Hvis sandsynligheden
forvrængning søh=0,01,
så følger det ud af 1000 elementer
signaler transmitteret på et sekund
gennemsnitligt 990 varer accepteres uden
forvrængning og kun 10 elementer vil
forvrænget. Det ser ud til, at passet
evne i dette tilfælde vil være
990 bps. Dog regnestykket
formel (5.9) giver os en væsentlig værdi
mindre (C=919
bps). Hvad er der i vejen her? Og pointen er det
vi ville have modtaget C=990
bit/s, hvis du vidste præcis hvilke
meddelelseselementer er forvanskede. Uvidenhed
af denne kendsgerning (og det er praktisk talt at vide
umuligt) fører til, at 10
forvrængede elementer så stærkt
reducere værdien af den modtagne besked,
at gennemstrømningen er drastisk
falder.
Et andet eksempel.
Hvis søh=0,5,
så vil 500 ud af 1000 beståede elementer ikke være det
forvrænget. Men nu passet
evne vil ikke være 500
bit/s, som man kunne forvente,
og formel (5.9) vil give os mængden C=0.
Gyldig i søh=0,5
signalet over kommunikationskanalen er faktisk allerede
går ikke igennem, og kommunikationskanalen er enkel
svarende til en støjgenerator.
På søh1
gennemløbet nærmer sig
til den maksimale værdi. Dog i dette
sagssignaler ved udgangen af kommunikationssystemet
skal vendes om.
Signaltransmissionsmetoder
Til dato er der tre hovedmåder til at transmittere et signal mellem computere:
- Radiotransmission.
- Dataoverførsel via kabel.
- Dataoverførsel via fiberoptiske forbindelser.
Hver af disse metoder har individuelle karakteristika for kommunikationskanaler, som vil blive diskuteret nedenfor.
Fordelene ved at overføre information via radiokanaler omfatter: alsidig brug, nem installation og konfiguration af sådant udstyr. Som regel bruges en radiosender til at modtage og bearbejde. Det kan være et modem til en computer eller en Wi-Fi-adapter.
Ulemperne ved denne transmissionsmetode inkluderer ustabil og relativt lav hastighed, større afhængighed af tilstedeværelsen af radiotårne samt de høje omkostninger ved brug (mobilt internet er næsten dobbelt så dyrt som "stationært").
Fordelene ved datatransmission over et kabel er: pålidelighed, nem betjening og vedligeholdelse. Information transmitteres ved hjælp af en elektrisk strøm. Relativt set bevæger strøm under en bestemt spænding sig fra punkt A til punkt B. A omdannes senere til information. Ledninger modstår perfekt temperaturændringer, bøjning og mekanisk belastning. Ulemperne omfatter ustabil hastighed, samt forringelse af forbindelsen på grund af regn eller tordenvejr.
Den måske mest avancerede datatransmissionsteknologi i øjeblikket er brugen af fiberoptisk kabel. Millioner af små glasrør bruges til at designe kommunikationskanaler i et netværk af kommunikationskanaler. Og signalet, der transmitteres gennem dem, er en lysimpuls. Da lysets hastighed er flere gange højere end strømmens hastighed, har denne teknologi gjort det muligt at fremskynde internetforbindelsen flere hundrede gange.
Ulemperne omfatter fiberoptiske kablers skrøbelighed. For det første kan de ikke modstå mekaniske skader: knækkede rør kan ikke transmittere et lyssignal gennem sig selv, og pludselige temperaturændringer fører til, at de revner. Nå, den øgede strålingsbaggrund gør rørene uklare - på grund af dette kan signalet forringes. Derudover er det fiberoptiske kabel svært at reparere, hvis det går i stykker, så du skal helt skifte det.
Det foregående tyder på, at kommunikationskanaler og netværk af kommunikationskanaler over tid forbedres, hvilket fører til en stigning i dataoverførselshastigheden.
Overhead på grund af headers
Hvert lag i netværket tilføjer en header til dataene, som introducerer nogle overhead på grund af dets overførselstid. Derudover opdeler transportlaget dine data i segmenter; dette skyldes, at netværkslaget (som i IPv4 eller IPv6) har en maksimal MTU-pakkestørrelse, typisk 1500V på Ethernet-netværk. Denne værdi inkluderer størrelsen af netværkslagsheaderen (f.eks. IPv4-headeren, som er variabel længde, men typisk 20 B lang) og transportlagets header (for TCP er den også variabel længde, men typisk 40 B lang) . Dette resulterer i en maksimal MSS-segmentstørrelse (antal bytes data, ingen overskrifter, i ét segment) på 1500 - 40 - 20 = 1440 bytes.
Hvis vi vil sende 6 KB applikationslagsdata, skal vi opdele dem i 6 segmenter, 5 på 1440 bytes hver og en på 240 bytes. På netværkslaget ender vi dog med at sende 6 pakker, 5 ud af 1500 bytes hver og en ud af 300 bytes, til i alt 6,3 kB.
Her overvejede jeg ikke det faktum, at linklaget (som i Ethernet) tilføjer sin egen header og muligvis også et suffiks, som tilføjer ekstra overhead. For Ethernet er dette 14 bytes til Ethernet-headeren, eventuelt 4 bytes til VLAN-tagget, derefter en CRC på 4 bytes og et mellemrum på 12 bytes, i alt 36 bytes pr. pakke.
Hvis du tæller et link med fast rate, f.eks. 10 Mbps, alt efter hvad du måler, får du en anden gennemstrømning. Normalt vil du have en af disse:
- God ydeevne, dvs. applikationslagsgennemstrømning, hvis du vil måle applikationsydelse. I dette eksempel dividerer du 6 kB med varigheden af overførslen.
- Linkbåndbredde, hvis du vil måle netværkets ydeevne. I dette eksempel dividerer du 6 kB + TCP-overhead + IP-overhead + Ethernet-overhead = 6,3 kB + 6 * 36 B = 6516 B med transmissionsvarighed.