Progettare metodi di calcolo della larghezza di banda
- lunghezza del sistema principale;
- il materiale di cui sono fatti i prodotti;
- numero di punti d'acqua e così via.
Ad oggi, ci sono diversi modi per aiutare a calcolare il throughput di una struttura.
Formula speciale. Non ne parleremo troppo, dal momento che non darà nulla a una persona comune senza una conoscenza speciale. Chiariamo solo che in tale formula vengono utilizzati indicatori medi, come il coefficiente di rugosità o Ksh. Per un certo tipo di sistema e un certo periodo di tempo, è diverso. Se calcoliamo la portata di un tubo in acciaio (non precedentemente utilizzato), l'indicatore Ksh corrisponderà a 0,2 mm.
Un calcolo accurato della produttività richiede la conoscenza dei dati tabellari corrispondenti a un particolare materiale.
Tuttavia, questi dati da soli non sono sufficienti.
Tabelle. Un calcolo accurato della produttività richiede la conoscenza dei dati tabellari corrispondenti a un particolare materiale.
Esistono numerose tabelle per il calcolo idraulico di tubi in acciaio, plastica, cemento amianto, vetro e così via. A titolo di esempio, possiamo citare la tabella F.A. Shevelev.
Programmi specializzati per l'ottimizzazione delle reti di approvvigionamento idrico. Il metodo è moderno e facilita notevolmente il compito di calcolo. In tale programma viene determinato il valore massimo di tutti i valori per qualsiasi tipo di prodotto. Il principio di funzionamento è il seguente.
Dopo aver inserito nel programma determinati valori obbligatori, ottieni tutti i parametri necessari. Il più conveniente è utilizzare il programma durante la posa di un grande sistema di approvvigionamento idrico, a cui i punti d'acqua sono collegati in massa.
I parametri da tenere in considerazione quando si utilizza un programma speciale sono i seguenti:
Esistono programmi specializzati per calcolare la portata di un tubo, è sufficiente inserire determinati valori obbligatori nel programma e verranno calcolati tutti i parametri necessari.
- lunghezza della sezione;
- la dimensione del diametro interno della struttura;
- coefficiente di rugosità per un materiale specifico;
- coefficiente di resistenza locale (questa è la presenza di curve, tee, compensatori, ecc.);
- grado di crescita eccessiva del sistema principale.
Uno qualsiasi dei metodi di cui sopra ti fornirà un risultato accurato del flusso degli elementi e dell'intero sistema di approvvigionamento idrico della casa. Dopo aver effettuato un calcolo qualitativo, è facile evitare le difficoltà associate alla scarsa fornitura di acqua o alla sua assenza.
Tabella delle capacità dei tubi
| Tipo di sistema di tubazioni | Indicatore di velocità (m/s) |
| Per ambienti di lavoro acquatici | |
| 1. Nodo cittadino | da 0,60 a 1,50 |
| 2. Autostrade del protagonista | dalle 1.50 alle 3.00 |
| 3. Riscaldamento centralizzato | dalle 2:00 alle 15:00 |
| 4. Sistemi a pressione | da 0,75 a 1,50 |
| 5. Fluidi di natura idraulica | fino a 12 |
| Per olio (fluidi idraulici) | |
| 1. Condutture | dalle 3.00 alle 7.5 |
| 2. Sistemi a pressione | da 0,75 a 1,25 |
| Per coppia | |
| 1. Impianti di riscaldamento | dalle 20:00 alle 30:00 |
| 2. Sistemi di carattere centrale | dal 30.0 al 50.0 |
| 3. Sistemi di riscaldamento ad alta temperatura | da 50,0 a 70,0 |
| Per mezzi di aria e gas | |
| 1. Principali sistemi di natura centrale | dalle 20.0 alle 75.0 |
capacità del canale della teoria dell'informazione 2
Ho letto alcuni articoli online e ho una buona conoscenza di TCP e UDP in generale. Tuttavia, ho ancora dei dubbi che sono sicuro non mi sono del tutto chiari.
( )
AGGIORNARE:
Ho scoperto che TCP utilizza Windows, che non sono altro che molti segmenti che possono essere inviati prima che attendano effettivamente Grazie. Ma dubito che i segmenti UDP vengano inviati costantemente senza nemmeno preoccuparsi dei ringraziamenti. Quindi non ci sono costi aggiuntivi in UDP. Allora perché il throughput TCP è molto più alto del throughput UDP?
E infine
È vero ?
In tal caso, il throughput TCP è sempre uguale alla velocità di Know Link. E poiché RTT si annulla a vicenda, il throughput TCP non dipende nemmeno da RTT.
Ho visto in alcuni strumenti di analisi della rete come iperf, test delle prestazioni del throughput, ecc. che il throughput TCP/UDP cambia con la dimensione del blocco.
Calcolo tabulare delle condotte fognarie
-
Fognatura non in pressione
. Per calcolare i sistemi fognari non in pressione, vengono utilizzate tabelle che contengono tutti gli indicatori necessari. Conoscendo il diametro dei tubi installati, è possibile selezionare tutti gli altri parametri a seconda di esso e sostituirli nella formula. Nella tabella è inoltre indicato il volume di liquido che passa attraverso la tubazione, che coincide sempre con la permeabilità della tubazione. Se necessario, è possibile utilizzare le tabelle Lukin, che indicano la portata di tutti i tubi con un diametro compreso tra 50 e 2000 mm. -
Fognatura in pressione
. È un po 'più semplice determinare la portata in questo tipo di sistema utilizzando le tabelle: è sufficiente conoscere il grado massimo di riempimento della tubazione e la velocità media del trasporto di liquidi.
La tabella di portata dei tubi in polipropilene consente di scoprire tutti i parametri necessari per la sistemazione del sistema.
Calcolo della capacità delle condotte fognarie
Quando si progetta un sistema fognario, è indispensabile calcolare la portata della tubazione, che dipende direttamente dal suo tipo (i sistemi fognari sono in pressione e non in pressione). Le leggi idrauliche vengono utilizzate per eseguire i calcoli. I calcoli stessi possono essere eseguiti sia utilizzando formule che utilizzando le tabelle corrispondenti.
Per il calcolo idraulico della rete fognaria sono necessari i seguenti indicatori:
- Diametro del tubo - Du;
- La velocità media di movimento delle sostanze - v;
- Il valore della pendenza idraulica - I;
- Grado di riempimento – h/DN.
La velocità e il livello massimo di riempimento delle acque reflue domestiche sono determinati dalla tabella, che può essere scritta come segue:
- Diametro 150-250 mm - h / DN è 0,6 e la velocità è 0,7 m / s.
- Diametro 300-400 mm - h / DN è 0,7, velocità - 0,8 m / s.
- Diametro 450-500 mm - h / DN è 0,75, velocità - 0,9 m / s.
- Diametro 600-800 mm - h / DN è 0,75, velocità - 1 m / s.
- Diametro 900+ mm - h / DN è 0,8, velocità - 1,15 m / s.
Per un prodotto con una piccola sezione trasversale, esistono indicatori normativi per la pendenza minima della condotta:
- Con un diametro di 150 mm, la pendenza non deve essere inferiore a 0,008 mm;
- Con un diametro di 200 mm, la pendenza non deve essere inferiore a 0,007 mm.
La seguente formula viene utilizzata per calcolare il volume delle acque reflue:
q = a*v,
Dove a è l'area libera del flusso;
v è la velocità di trasporto degli effluenti.
La velocità di trasporto di una sostanza può essere determinata utilizzando la seguente formula:
v=C√R*i,
dove R è il valore del raggio idraulico,
C è il coefficiente di bagnatura;
i - il grado di pendenza della struttura.
Dalla formula precedente si ricava quanto segue, che determinerà il valore della pendenza idraulica:
i=v2/C2*R.
Per calcolare il coefficiente di bagnatura si utilizza una formula della seguente forma:
С=(1/n)*R1/6,
Dove n è un coefficiente che tiene conto del grado di rugosità, che varia da 0,012 a 0,015 (a seconda del materiale del tubo).
Il valore R è solitamente equiparato al raggio normale, ma questo è rilevante solo se il tubo è completamente riempito.
Per altre situazioni, viene utilizzata una semplice formula:
R=A/P
Dove A è l'area della sezione trasversale del flusso d'acqua,
P è la lunghezza della parte interna del tubo che è a diretto contatto con il liquido.
Fattori che influenzano la velocità di Internet
Come sapete, la velocità finale di Internet dipende anche dalla larghezza di banda del canale di comunicazione. Inoltre, la velocità di trasferimento delle informazioni è influenzata da:
Metodi di connessione.
Onde radio, cavi e cavi in fibra ottica. Le proprietà, i vantaggi e gli svantaggi di questi metodi di connessione sono stati discussi sopra.
Carico del server.
Più il server è occupato, più lentamente riceve o trasmette file e segnali.
Interferenza esterna.
L'interferenza più forte colpisce la connessione creata utilizzando le onde radio. Ciò è causato da telefoni cellulari, radio e altri ricevitori e trasmettitori radio.
Stato delle apparecchiature di rete.
Naturalmente, le modalità di connessione, lo stato dei server e la presenza di interferenze giocano un ruolo importante nella fornitura di Internet ad alta velocità. Tuttavia, anche se gli indicatori di cui sopra sono normali e Internet ha una bassa velocità, la questione è nascosta nell'apparecchiatura di rete del computer. Le moderne schede di rete sono in grado di supportare una connessione Internet a velocità fino a 100 Mbps. In precedenza, le schede potevano fornire un throughput massimo rispettivamente di 30 e 50 Mbps.
Spese di spedizione
Internet è la rete più efficiente, il che significa che i pacchetti verranno consegnati, se possibile, ma potrebbero anche essere eliminati. I rilasci di pacchetti sono regolati dal livello di trasporto, nel caso di TCP; non esiste un tale meccanismo per l'UDP, il che significa che all'applicazione non interessa che alcune parti dei dati non vengano consegnate, oppure l'applicazione implementa la ritrasmissione direttamente sopra l'UDP.
La ritrasmissione riduce i consumi per due motivi:
un. Alcuni dati devono essere inviati di nuovo, operazione che richiede tempo. Ciò introduce una latenza inversamente proporzionale alla velocità del collegamento più lento nella rete tra il mittente e il destinatario (ovvero il collo di bottiglia). B. Il rilevamento che alcuni dati non sono stati consegnati richiede un feedback dal destinatario al mittente. A causa dei ritardi di propagazione (a volte chiamati latenza, causati dalla velocità finita della luce nel cavo), il feedback può essere ricevuto dal mittente solo con un certo ritardo, rallentando ulteriormente la trasmissione. Nella maggior parte dei casi pratici, questo è il contributo maggiore al ritardo aggiuntivo causato dalla ritrasmissione.
Ovviamente se usi UDP invece di TCP e non ti preoccupi della perdita di pacchetti, ovviamente otterrai prestazioni migliori. Ma per molte applicazioni, la perdita di dati non può essere tollerata, quindi questa misurazione non ha senso.
Esistono alcune applicazioni che utilizzano UDP per trasferire i dati. Uno è BitTorrent che può utilizzare TCP o un protocollo che hanno creato chiamato uTP che emula TCP su UDP ma mira a fare un uso migliore di molte connessioni simultanee. Un altro protocollo di trasporto implementato su UDP è QUIC, che emula anche TCP e offre multiplexing di più trasmissioni parallele su una singola connessione e correzione degli errori in avanti per ridurre le ritrasmissioni.
Discuterò un po 'la correzione degli errori in avanti poiché è correlata alla tua domanda sul throughput. Il modo ingenuo per implementarlo è inviare ogni pacchetto due volte; nel caso uno si perda, l'altro ha ancora una possibilità di ottenere
Ciò riduce fino alla metà il numero di ritrasmissioni, ma riduce anche le entrate della metà quando invii dati ridondanti (nota che la larghezza di banda del livello di rete o di collegamento rimane la stessa!). In alcuni casi, questo è normale; soprattutto se la latenza è molto alta, ad esempio, sui canali intercontinentali o satellitari
Inoltre, ci sono alcuni metodi matematici in cui non è necessario inviare una copia completa dei dati; per esempio, per ogni n pacchetti che invii, invii un altro ridondante, che è XOR (o qualche altra operazione aritmetica) di essi; se l'extra viene perso, non importa; se uno degli n pacchetti viene perso, puoi recuperarlo in base a quello ridondante e all'altro n-1. In questo modo, puoi regolare l'overhead FEC in base alla quantità di larghezza di banda che puoi risparmiare.
1. Velocità di trasferimento delle informazioni in un sistema di comunicazione discreto
V
sistema di comunicazione discreto in assenza
informazioni di disturbo all'uscita del canale di comunicazione
(canale PI) coincide completamente con
informazioni al suo input, quindi
velocità di trasferimento delle informazioni numericamente
è uguale alla prestazione della sorgente
messaggi:
.(5.1)
A
la presenza di interferenza parte delle informazioni di origine
si perde anche la velocità di trasferimento delle informazioni
risulta essere inferiore alla produttività
fonte. Allo stesso tempo nel messaggio
le informazioni vengono aggiunte all'uscita del canale
sull'interferenza (Fig. 12).
Così
in presenza di interferenza, è necessario tenerne conto
all'uscita del canale, non tutte le informazioni,
data dalla fonte, ma solo reciproca
informazione:
bps (5.2)
Sul
formula (5.1) abbiamo
o
,
(5.3)
dove h(X)
prestazione
fonte;
h(Xy)
inaffidabilità
“ canale (perdita) per unità di tempo;
h(y)
entropia del messaggio di output per unità
volta;
h(yX)=h’(n)
è l'entropia dell'interferenza (rumore) per unità di tempo.
passaggio
capacità del canale di comunicazione (canale
trasferimento di informazioni) C
chiamato il massimo possibile
velocità di informazione del canale
.(5.4)
Per realizzazione
massimo, tutto possibile
sorgenti di uscita e tutto il possibile
metodi di codifica.
In questo modo,
larghezza di banda del canale di comunicazione
è uguale alle massime prestazioni
sorgente all'ingresso del canale, completamente
abbinato alle caratteristiche
questo canale, meno la perdita di informazioni
canale a causa di interferenze.
In un canale senza interferenze
C=maxh(X),
perché h(Xy)=0.
Quando si utilizza un codice uniforme con
base K,
consiste in n
elementi con una durata ehm,
in un canale senza interferenze
,
in K=2
bit/s.
(5.5)
Per efficace
utilizzo della larghezza di banda
il canale deve essere coordinato con
sorgente di ingresso. Tale
la corrispondenza è possibile per entrambi i canali
comunicazione senza interferenze e per i canali con
interferenza basata su due teoremi,
dimostrato da K. Shannon.
1° teorema (per
canale di comunicazione senza interferenze):
Se la fonte
i messaggi hanno entropia h
(bit per simbolo) e il canale di comunicazione - throughput
capacità C
(bit al secondo), quindi puoi codificare
messaggi in modo tale che
trasmettere informazioni su un canale
velocità media, arbitrariamente vicina
al valore C,
ma non esagerare.
suggerì K. Shannon
e un metodo di tale codifica, che
chiamato statistico
codifica ottimale. Ulteriore
l'idea di tale codifica è stata sviluppata
nelle opere di Fano e Huffman e attualmente
il tempo è ampiamente utilizzato nella pratica
per la “compressione dei messaggi”.
Costi del relè
Internet è una rete del massimo sforzo, il che significa che i pacchetti verranno consegnati, se possibile, ma potrebbero anche essere eliminati. Le consegne di pacchetti sono gestite dal livello di trasporto, nel caso di TCP; non esiste un tale meccanismo per UDP, il che significa che all'applicazione non importa se alcune parti dei dati non vengono consegnate, oppure l'applicazione stessa esegue la ritrasmissione su UDP.
La ritrasmissione riduce il throughput utile per due motivi:
un. Alcuni dati devono essere inviati di nuovo, operazione che richiede molto tempo.Ciò introduce un ritardo inversamente proporzionale alla velocità del collegamento più lento della rete tra mittente e destinatario (che è anche il collo di bottiglia). B. Il rilevamento che alcuni dati non sono stati consegnati richiede un feedback dal destinatario al mittente. A causa dei ritardi di propagazione (a volte chiamati latenza; causati dalla velocità finita della luce nel cavo), il feedback può essere ricevuto dal mittente solo con un certo ritardo, rallentando ulteriormente la trasmissione. Nella maggior parte dei casi pratici, questo è il contributo più significativo al ritardo aggiuntivo causato dalla ritrasmissione.
È chiaro che se usi UDP invece di TCP e non ti preoccupi della perdita di pacchetti, ovviamente otterrai prestazioni migliori. Ma per molte applicazioni, la perdita di dati è inaccettabile, quindi una tale misurazione non ha senso.
Esistono alcune applicazioni che utilizzano UDP per trasferire i dati. Uno di questi è BitTorrent che può utilizzare TCP o un protocollo sviluppato da loro chiamato uTP che emula TCP su UDP ma mira a essere più efficiente quando si utilizzano molte connessioni simultanee. Un altro protocollo di trasporto implementato su UDP è QUIC, che emula anche TCP e offre multiplexing di più trasmissioni parallele su una singola connessione e correzione degli errori in avanti per ridurre le ritrasmissioni.
Discuterò un po 'la correzione degli errori in avanti in quanto è correlata alla tua domanda sul throughput. Il modo ingenuo per farlo è inviare ogni pacchetto due volte; nel caso in cui uno venga perso, l'altro ha ancora una possibilità di essere ottenuto
Ciò dimezza il numero di ritrasmissioni, ma dimezza anche il throughput netto quando si inviano dati ridondanti (si noti che la larghezza di banda del livello di rete o di collegamento rimane la stessa!). In alcuni casi, questo è normale; soprattutto se il ritardo è molto ampio, ad esempio sui canali intercontinentali o satellitari
Inoltre, ci sono alcuni metodi matematici quando non è necessario inviare una copia completa dei dati; per esempio, per ogni n pacchetti che invii, invii un altro pacchetto in eccesso, che è XOR (o qualche altra operazione aritmetica) di essi; se l'extra viene perso, non importa; se uno degli n pacchetti viene perso, puoi recuperarlo in base a quello ridondante e all'altro n-1. In questo modo, puoi configurare l'overhead della correzione degli errori in avanti su qualsiasi quantità di larghezza di banda che puoi risparmiare.
Come misuri il tempo di trasferimento
La trasmissione è completa quando il mittente ha finito di inviare l'ultimo bit lungo il cavo o include anche il tempo impiegato dall'ultimo bit per raggiungere il ricevitore? Inoltre, questo include il tempo necessario per ricevere la conferma dal destinatario, affermando che tutti i dati sono stati ricevuti correttamente e non è richiesta la ritrasmissione?
Dipende molto da cosa vuoi misurare.
Tieni presente che per trasferimenti di grandi dimensioni, nella maggior parte dei casi, un tempo di andata e ritorno aggiuntivo è trascurabile (a meno che tu non stia comunicando, ad esempio, con una sonda su Marte)
Qual è questa caratteristica chiave in TCP che lo rende molto superiore a UDP?
Questo non è vero, sebbene sia un malinteso comune.
Oltre a inoltrare i dati quando necessario, TCP regolerà anche la velocità di invio in modo che non causi perdite di pacchetti dovute alla congestione della rete. L'algoritmo di ottimizzazione è stato affinato nel corso di decenni e di solito converge rapidamente fino alla velocità massima supportata dalla rete (in realtà il collo di bottiglia). Per questo motivo, di solito è difficile battere TCP in termini di throughput.
Con UDP, il mittente non ha limiti di velocità. UDP consente a un'applicazione di inviare quanto desidera. Ma se provi a inviare più di quanto la rete sia in grado di gestire, alcuni dati verranno eliminati, il che ridurrà la tua larghezza di banda e renderà anche molto arrabbiato l'amministratore di rete con te. Ciò significa che l'invio di traffico UDP a una velocità elevata non è pratico (a meno che l'obiettivo non sia una rete DoS).
Alcune applicazioni multimediali utilizzano UDP, ma la trasmissione di limitazione della velocità del mittente è molto lenta. Questo è comunemente usato nelle applicazioni VoIP o radio Internet in cui è necessaria una larghezza di banda molto ridotta ma a bassa latenza. Credo che questa sia una delle ragioni per l'incomprensione che UDP sia più lento di TCP; non lo è, UDP può essere veloce quanto consente la rete.
Come ho detto prima, ci sono protocolli come uTP o QUIC implementati su UDP che forniscono prestazioni simili a TCP.
È vero ?
Nessuna perdita di pacchetti (e ritrasmissioni) è corretta.
Questo è corretto solo se la dimensione della finestra è impostata sul valore ottimale. BDP / RTT: la velocità di trasmissione ottimale (massima possibile) nella rete. La maggior parte dei sistemi operativi moderni dovrebbe essere in grado di configurarlo automaticamente in modo ottimale.
In che modo il throughput dipende dalla dimensione del blocco? La dimensione del blocco è la finestra TCP o la dimensione del datagramma UDP?
Cos'è un bit Come viene misurata la velocità in bit
Il bit rate è una misura della velocità di una connessione. Calcolato in bit, le più piccole unità di memorizzazione delle informazioni, per 1 secondo. Era inerente ai canali di comunicazione nell'era del "primo sviluppo" di Internet: a quel tempo i file di testo venivano trasmessi principalmente sul web globale.
Ora l'unità di misura di base è 1 byte. A sua volta, è uguale a 8 bit. Gli utenti principianti molto spesso commettono un errore grossolano: confondono kilobit e kilobyte. Ciò crea sconcerto quando un canale con una larghezza di banda di 512 kbit/s non è all'altezza delle aspettative e regala una velocità di soli 64 KB/s. Per non essere confuso, è necessario ricordare che se si utilizzano i bit per indicare la velocità, l'immissione verrà effettuata senza abbreviazioni: bit / s, kbit / s, kbit / s o kbps.
2. Larghezza di banda di un canale di comunicazione simmetrico omogeneo
V
canale di comunicazione omogeneo condizionale (transitorio)
probabilità P(y1X1)
non dipendono
dal momento. Grafico degli stati e delle transizioni
canale di comunicazione binario omogeneo
mostrato in fig. tredici.
Fig.13
In questa figura
X1
e X2
– segnali all'ingresso del canale di comunicazione, y1
ey2
- segnali di uscita. Se trasmesso
segnale X1
e ricevuto un segnale y1,
questo significa che il primo segnale
(indice 1) non è distorto. Se trasmesso
primo segnale (X1),
e viene ricevuto il secondo segnale (y2),
significa che c'è una distorsione
primo segnale. Probabilità di transizione
mostrato in Fig. 13. Se il canale è simmetrico,
quindi le probabilità di transizione sono pari a coppie.
Denota: P(y2X1)=
P(y1X2)=Pehm– probabilità
distorsione dell'elemento segnale, P(y1X1)=
P(y2X2)=1-Pehm– probabilità
corretta ricezione dell'elemento segnale.
In accordo con
formule (5.1) e (5.3)
.
Se i segnali
X1
e X2 avere
la stessa durata ehm,
poi
.
Poi la capacità del canale
sarà uguale a
.
(5.7)
In questa formula
max H(y)=tronco d'alberoK.
Per un canale binario (k=2)
max H(y)=1
e la formula (5.4) assume la forma
.
(5.8)
Resta da determinare
entropia condizionata h(yX).
Per una fonte binaria abbiamo
Sostituendolo
otteniamo il valore dell'entropia condizionata in (5.8).
definitivamente
.
(5.9)
Sulla fig. 14 costruito
curva di rendimento
canale binario sulla probabilità di errore.
Per un canale di comunicazione
Con K>2
la velocità è determinata
quasi la stessa formula:
. (5.10)
In custodia
diamo un'occhiata a un esempio. Lascia che ci sia
sorgente binaria con prestazioni
bit/s.
Riso. 14
Sulla fig. 14 costruito
curva di rendimento
canale binario sulla probabilità di errore.
Per un canale di comunicazione
Con K>2
la velocità è determinata
quasi la stessa formula:
. (5.10)
In custodia
diamo un'occhiata a un esempio. Lascia che ci sia
sorgente binaria con prestazioni
bit/s.
Se la probabilità
distorsione Pehm=0,01,
quindi ne consegue che su 1000 elementi
segnali trasmessi in un secondo
una media di 990 articoli saranno accettati senza
distorsione e solo 10 elementi lo faranno
distorto. Sembrerebbe che il passaggio
capacità in questo caso sarà
990 punti base. Tuttavia, il calcolo
la formula (5.9) ci dà un valore, significativamente
più piccola (C=919
bps). Qual è il problema qui? E il punto è quello
avremmo ricevuto C=990
bit / s, se sapessi esattamente quali
gli elementi del messaggio sono confusi. Ignoranza
di questo fatto (ed è praticamente da sapere
impossibile) porta al fatto che 10
elementi distorti così fortemente
ridurre il valore del messaggio ricevuto,
che il throughput è drasticamente
diminuisce.
Un altro esempio.
Se Pehm=0,5,
quindi su 1000 elementi passati 500 non lo saranno
distorto. Tuttavia, ora il passaggio
la capacità non sarà 500
bit/s, come ci si potrebbe aspettare,
e la formula (5.9) ci darà la quantità C=0.
Valido per Pehm=0,5
il segnale sul canale di comunicazione è effettivamente già
non passa e il canale di comunicazione è semplice
equivalente a un generatore di rumore.
A Pehm1
la produttività si avvicina
al valore massimo. Tuttavia, in questo
segnali del case all'uscita del sistema di comunicazione
deve essere invertito.
Metodi di trasmissione del segnale
Ad oggi, ci sono tre modi principali per trasmettere un segnale tra computer:
- Trasmissione radiofonica.
- Trasmissione dati via cavo.
- Trasmissione dati tramite connessioni in fibra ottica.
Ciascuno di questi metodi ha caratteristiche individuali dei canali di comunicazione, che verranno discussi di seguito.
I vantaggi della trasmissione di informazioni tramite canali radio includono: versatilità di utilizzo, facilità di installazione e configurazione di tali apparecchiature. Di norma, per la ricezione e il metodo viene utilizzato un trasmettitore radio. Può essere un modem per un computer o un adattatore Wi-Fi.
Gli svantaggi di questo metodo di trasmissione includono velocità instabile e relativamente bassa, una maggiore dipendenza dalla presenza di torri radio, nonché l'alto costo di utilizzo (Internet mobile costa quasi il doppio di quello "stazionario").
I vantaggi della trasmissione dati su cavo sono: affidabilità, facilità di funzionamento e manutenzione. Le informazioni vengono trasmesse per mezzo di una corrente elettrica. Relativamente parlando, la corrente sotto una certa tensione si sposta dal punto A al punto B. A viene successivamente convertito in informazione. I fili resistono perfettamente agli sbalzi di temperatura, alla flessione e alle sollecitazioni meccaniche. Gli svantaggi includono velocità instabile e deterioramento della connessione a causa di pioggia o temporali.
Forse la tecnologia di trasmissione dati più avanzata al momento è l'uso del cavo in fibra ottica. Milioni di minuscoli tubi di vetro vengono utilizzati nella progettazione dei canali di comunicazione di una rete di canali di comunicazione. E il segnale trasmesso attraverso di loro è un impulso luminoso. Poiché la velocità della luce è diverse volte superiore alla velocità della corrente, questa tecnologia ha consentito di velocizzare la connessione Internet di diverse centinaia di volte.
Gli svantaggi includono la fragilità dei cavi in fibra ottica. In primo luogo, non possono sopportare danni meccanici: i tubi rotti non possono trasmettere un segnale luminoso attraverso se stessi e gli sbalzi di temperatura ne provocano la rottura. Bene, l'aumento della radiazione di fondo rende i tubi torbidi - per questo motivo, il segnale potrebbe deteriorarsi. Inoltre, il cavo in fibra ottica è difficile da riparare se si rompe, quindi è necessario sostituirlo completamente.
Quanto sopra suggerisce che nel tempo i canali di comunicazione e le reti di canali di comunicazione vengono migliorati, il che porta ad un aumento della velocità di trasferimento dei dati.
Sovraccarico dovuto alle intestazioni
Ogni livello nella rete aggiunge un'intestazione ai dati che introduce un sovraccarico dovuto al tempo di trasferimento. Inoltre, il livello di trasporto suddivide i dati in segmenti; questo perché il livello di rete (come in IPv4 o IPv6) ha una dimensione massima del pacchetto MTU, tipicamente 1500 V su reti Ethernet. Questo valore include la dimensione dell'intestazione del livello di rete (ad esempio, l'intestazione IPv4, che è di lunghezza variabile, ma in genere è lunga 20 B) e l'intestazione del livello di trasporto (per TCP, è anche di lunghezza variabile, ma in genere è lunga 40 B) . Ciò si traduce in una dimensione massima del segmento MSS (numero di byte di dati, nessuna intestazione, in un segmento) di 1500 - 40 - 20 = 1440 byte.
Pertanto, se vogliamo inviare 6 KB di dati del livello dell'applicazione, dobbiamo dividerli in 6 segmenti, 5 di 1440 byte ciascuno e uno di 240 byte. A livello di rete, invece, finiamo per inviare 6 pacchetti, 5 su 1500 byte ciascuno e uno su 300 byte, per un totale di 6,3 kB.
Qui non ho considerato il fatto che il livello di collegamento (come in Ethernet) aggiunge la propria intestazione e forse anche un suffisso, il che aggiunge ulteriore sovraccarico. Per Ethernet, questo è 14 byte per l'intestazione Ethernet, opzionalmente 4 byte per il tag VLAN, quindi un CRC di 4 byte e uno spazio di 12 byte, per un totale di 36 byte per pacchetto.
Se conteggi un collegamento a velocità fissa, diciamo 10 Mbps, a seconda di ciò che misuri, otterrai un throughput diverso. Di solito ne vuoi uno:
- Buone prestazioni, ad esempio velocità effettiva del livello dell'applicazione se si desidera misurare le prestazioni dell'applicazione. In questo esempio, stai dividendo 6 kB per la durata del trasferimento.
- Collega la larghezza di banda se desideri misurare le prestazioni della rete. In questo esempio, stai dividendo 6 kB + sovraccarico TCP + sovraccarico IP + sovraccarico Ethernet = 6,3 kB + 6 * 36 B = 6516 B per la durata della trasmissione.
