Thiết kế các phương pháp tính toán băng thông
- chiều dài của hệ thống chính;
- vật liệu mà từ đó các sản phẩm được tạo ra;
- số lượng điểm nước và như vậy.
Cho đến nay, có một số cách để giúp tính toán thông lượng của một cấu trúc.
Công thức đặc biệt. Chúng tôi sẽ không đi sâu vào nó quá nhiều, vì nó sẽ không mang lại bất cứ điều gì cho một người bình thường mà không có kiến thức đặc biệt. Hãy để chúng tôi làm rõ rằng trong một công thức như vậy, các chỉ số trung bình được sử dụng, chẳng hạn như hệ số nhám hoặc Ksh. Đối với một loại hệ thống nhất định và một khoảng thời gian, nó là khác nhau. Nếu chúng ta tính toán thông lượng của một đường ống làm bằng thép (chưa được vận hành trước đó), thì chỉ số Ksh sẽ tương ứng với 0,2 mm.
Tính toán thông lượng chính xác yêu cầu kiến thức về dữ liệu dạng bảng tương ứng với một vật liệu cụ thể.
Tuy nhiên, dữ liệu này thôi là không đủ.
Những cái bàn. Tính toán thông lượng chính xác yêu cầu kiến thức về dữ liệu dạng bảng tương ứng với một vật liệu cụ thể.
Có một số bảng tính toán thủy lực của ống thép, nhựa, xi măng amiăng, thủy tinh, v.v. Ví dụ, chúng ta có thể trích dẫn bảng F.A. She opensv.
Các chương trình chuyên biệt để tối ưu hóa mạng lưới cấp nước. Phương pháp này hiện đại và hỗ trợ rất nhiều cho công việc tính toán. Trong chương trình như vậy, giá trị lớn nhất của tất cả các giá trị cho bất kỳ loại sản phẩm nào được xác định. Nguyên tắc hoạt động như sau.
Sau khi nhập vào chương trình các giá trị bắt buộc nhất định, bạn sẽ nhận được tất cả các tham số cần thiết. Điều thích hợp nhất là sử dụng chương trình khi đặt một hệ thống cấp nước lớn, mà các điểm cấp nước được kết nối hàng loạt.
Các tham số cần tính đến khi sử dụng một chương trình đặc biệt như sau:
Có những chương trình chuyên dụng để tính toán thông lượng của một đường ống, bạn chỉ cần nhập một số giá trị bắt buộc \ u200b \ u200b vào chương trình và tất cả các tham số cần thiết sẽ được tính toán.
- chiều dài phần;
- kích thước của đường kính trong của kết cấu;
- hệ số nhám cho một vật liệu cụ thể;
- hệ số trở lực cục bộ (đây là sự hiện diện của các khúc cua, tees, bộ bù, v.v.);
- mức độ phát triển quá mức của hệ thống chính.
Bất kỳ phương pháp nào ở trên sẽ cung cấp cho bạn kết quả chính xác về lưu lượng của các phần tử và của toàn bộ hệ thống cấp nước trong nhà. Sau khi thực hiện một phép tính định tính, chúng ta sẽ dễ dàng tránh được những khó khăn liên quan đến việc cung cấp nước kém hoặc không có nước.
Bảng công suất đường ống
| Loại hệ thống đường ống | Chỉ báo tốc độ (m / s) |
| Đối với môi trường lao động dưới nước | |
| 1. Nút thắt TP. | từ 0,60 đến 1,50 |
| 2. Đường lối của nhân vật chính | từ 1,50 đến 3,00 |
| 3. Hệ thống sưởi trung tâm | từ 2,00 đến 3,00 |
| 4. Hệ thống áp suất | từ 0,75 đến 1,50 |
| 5. Chất lỏng có bản chất thủy lực | Lên đến 12 |
| Đối với dầu (chất lỏng thủy lực) | |
| 1. Đường ống | từ 3,00 đến 7,5 |
| 2. Hệ thống áp suất | từ 0,75 đến 1,25 |
| Cho đôi | |
| 1. Hệ thống sưởi | từ 20.0 đến 30.0 |
| 2. Hệ thống của một nhân vật trung tâm | từ 30.0 đến 50.0 |
| 3. Hệ thống sưởi nhiệt độ cao | từ 50,0 đến 70,0 |
| Đối với môi trường không khí và khí đốt | |
| 1. Các hệ thống chính có tính chất trung tâm | từ 20.0 đến 75.0 |
kênh lý thuyết thông tin dung lượng 2
Tôi đã đọc một vài bài báo trực tuyến và tôi đã hiểu khá tốt về TCP và UDP nói chung. Tuy nhiên, tôi vẫn có một số nghi ngờ mà tôi chắc chắn rằng tôi không hoàn toàn rõ ràng đối với tôi.
( )
CẬP NHẬT:
Tôi đã phát hiện ra rằng TCP sử dụng cửa sổ, không có gì khác hơn là nhiều phân đoạn có thể được gửi trước khi chúng thực sự chờ Cảm ơn. Nhưng tôi nghi ngờ rằng các phân đoạn UDP liên tục được gửi đi mà thậm chí không cần bận tâm đến Cảm ơn. Vì vậy, không có thêm chi phí trong UDP. Vậy tại sao thông lượng TCP lại cao hơn nhiều so với thông lượng UDP?
Và cuối cùng
Đúng rồi ?
Nếu vậy, thông lượng TCP luôn bằng tốc độ Biết liên kết. Và bởi vì RTT loại bỏ nhau, thông lượng TCP thậm chí không phụ thuộc vào RTT.
Tôi đã thấy trong một số công cụ phân tích mạng như iperf, kiểm tra hiệu suất thông lượng, v.v. rằng thông lượng TCP / UDP thay đổi theo kích thước khối.
Bảng tính toán đường ống thoát nước
-
Hệ thống thoát nước không áp lực
. Để tính toán hệ thống cống không áp lực, các bảng được sử dụng có chứa tất cả các chỉ số cần thiết. Khi biết đường kính của các đường ống đã lắp đặt, bạn có thể chọn tất cả các thông số khác tùy thuộc vào nó và thay thế chúng vào công thức. Ngoài ra, bảng chỉ ra khối lượng chất lỏng đi qua đường ống, luôn trùng với độ thấm của đường ống. Nếu cần, bạn có thể sử dụng bảng Lukin, cho biết thông lượng của tất cả các đường ống có đường kính trong khoảng từ 50 đến 2000 mm. -
Cống áp lực
. Việc xác định thông lượng trong loại hệ thống này có phần dễ dàng hơn bằng cách sử dụng các bảng - chỉ cần biết mức độ lấp đầy tối đa của đường ống và tốc độ trung bình của vận chuyển chất lỏng là đủ.
Bảng thông lượng của ống polypropylene cho phép bạn tìm hiểu tất cả các thông số cần thiết để bố trí hệ thống.
Tính toán sức chứa của ống cống
Khi thiết kế một hệ thống cống, cần phải tính toán lưu lượng của đường ống, điều này phụ thuộc trực tiếp vào loại của nó (hệ thống cống có áp lực và không áp lực). Các định luật thủy lực được sử dụng để thực hiện các phép tính. Bản thân các phép tính có thể được thực hiện bằng cả sử dụng công thức và sử dụng các bảng tương ứng.
Đối với tính toán thủy lực của hệ thống cống, các chỉ số sau được yêu cầu:
- Đường kính ống - Du;
- Tốc độ chuyển động trung bình của các chất - v;
- Giá trị của độ dốc thuỷ lực - I;
- Mức độ lấp đầy - h / DN.
Tốc độ và mức độ lấp đầy tối đa của nước thải sinh hoạt được xác định bằng bảng, có thể được viết như sau:
- Đường kính 150-250 mm - h / DN là 0,6, và tốc độ 0,7 m / s.
- Đường kính 300-400 mm - h / DN là 0,7, tốc độ - 0,8 m / s.
- Đường kính 450-500 mm - h / DN là 0,75, tốc độ - 0,9 m / s.
- Đường kính 600-800 mm - h / DN là 0,75, tốc độ - 1 m / s.
- Đường kính 900+ mm - h / DN là 0,8, tốc độ - 1,15 m / s.
Đối với sản phẩm có tiết diện nhỏ, có các chỉ số quy chuẩn cho độ dốc tối thiểu của đường ống:
- Với đường kính 150 mm, độ dốc không được nhỏ hơn 0,008 mm;
- Với đường kính 200 mm, độ dốc không được nhỏ hơn 0,007 mm.
Công thức sau được sử dụng để tính khối lượng nước thải:
q = a * v,
Trong đó a là vùng tự do của dòng chảy;
v là tốc độ vận chuyển nước thải.
Tốc độ vận chuyển của một chất có thể được xác định theo công thức sau:
v = C√R * i,
trong đó R là giá trị của bán kính thủy lực,
C là hệ số thấm ướt;
i - độ dốc của kết cấu.
Từ công thức trước, bạn có thể suy ra những điều sau đây, sẽ xác định giá trị của độ dốc thủy lực:
i = v2 / C2 * R.
Để tính toán hệ số thấm ướt, công thức có dạng sau được sử dụng:
С = (1 / n) * R1 / 6,
Trong đó n là hệ số tính đến độ nhám, thay đổi từ 0,012 đến 0,015 (tùy thuộc vào vật liệu làm ống).
Giá trị R thường tương đương với bán kính thông thường, nhưng điều này chỉ phù hợp nếu đường ống được lấp đầy hoàn toàn.
Đối với các tình huống khác, một công thức đơn giản được sử dụng:
R = A / P
Trong đó A là diện tích mặt cắt ngang của dòng nước,
P là chiều dài của phần bên trong ống tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ Internet
Như bạn đã biết, tốc độ cuối cùng của Internet cũng phụ thuộc vào băng thông của kênh truyền thông. Ngoài ra, tốc độ truyền thông tin bị ảnh hưởng bởi:
Các phương thức kết nối.
Sóng vô tuyến, cáp và cáp quang. Các thuộc tính, ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp kết nối này đã được thảo luận ở trên.
Tải máy chủ.
Máy chủ càng bận, nó nhận hoặc truyền các tệp và tín hiệu càng chậm.
Sự can thiệp từ bên ngoài.
Nhiễu mạnh nhất ảnh hưởng đến kết nối được tạo bằng sóng vô tuyến. Điều này là do điện thoại di động, radio và các máy thu và phát sóng vô tuyến khác.
Tình trạng của thiết bị mạng.
Tất nhiên, các phương thức kết nối, trạng thái của các máy chủ và sự hiện diện của nhiễu đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp Internet tốc độ cao. Tuy nhiên, ngay cả khi các chỉ số trên là bình thường và Internet có tốc độ thấp, thì vấn đề đã được ẩn trong thiết bị mạng của máy tính. Các card mạng hiện đại có khả năng hỗ trợ kết nối Internet với tốc độ lên đến 100 Mbps. Trước đây, thẻ có thể cung cấp thông lượng tối đa tương ứng là 30 và 50 Mbps.
Phí vận chuyển
Internet là mạng nỗ lực cao nhất, có nghĩa là các gói tin sẽ được phân phối nếu có thể, nhưng cũng có thể bị loại bỏ. Các giọt gói được điều chỉnh bởi lớp truyền tải, trong trường hợp của TCP; không có cơ chế như vậy cho UDP, có nghĩa là ứng dụng không quan tâm đến việc một số phần dữ liệu không được phân phối hoặc ứng dụng thực hiện truyền lại trực tiếp trên đầu UDP.
Việc truyền lại làm giảm tiêu thụ vì hai lý do:
Một. Một số dữ liệu cần được gửi lại, điều này mất thời gian. Điều này tạo ra độ trễ tỷ lệ nghịch với tốc độ của liên kết chậm nhất trong mạng giữa người gửi và người nhận (hay còn gọi là nút cổ chai). b. Việc phát hiện một số dữ liệu chưa được chuyển giao yêu cầu phản hồi từ người nhận đến người gửi. Do độ trễ lan truyền (đôi khi được gọi là độ trễ, gây ra bởi tốc độ hữu hạn của ánh sáng trong cáp), phản hồi chỉ có thể được người gửi nhận với độ trễ nhất định, càng làm chậm quá trình truyền. Trong hầu hết các trường hợp thực tế, đây là phần đóng góp lớn nhất vào độ trễ bổ sung do quá trình truyền lại.
Rõ ràng nếu bạn sử dụng UDP thay vì TCP và không quan tâm đến việc mất gói, tất nhiên bạn sẽ nhận được hiệu suất tốt hơn. Nhưng đối với nhiều ứng dụng, việc mất dữ liệu không thể chấp nhận được, vì vậy phép đo này là vô nghĩa.
Có một số ứng dụng sử dụng UDP để truyền dữ liệu. Một là BitTorrent có thể sử dụng TCP hoặc một giao thức mà họ đã tạo ra gọi là uTP, giả lập TCP qua UDP nhưng nhằm mục đích tận dụng tốt hơn nhiều kết nối đồng thời. Một giao thức truyền tải khác được thực hiện qua UDP là QUIC, cũng mô phỏng TCP và cung cấp tính năng ghép kênh của nhiều đường truyền song song qua một kết nối duy nhất và sửa lỗi chuyển tiếp để giảm việc truyền lại.
Tôi sẽ thảo luận về việc sửa lỗi chuyển tiếp một chút vì nó liên quan đến câu hỏi thông lượng của bạn. Cách đơn giản để thực hiện nó là gửi mỗi gói hai lần; trong trường hợp một người bị lạc, người kia vẫn có cơ hội lấy được
Điều này làm giảm số lần truyền lại tới một nửa, nhưng cũng cắt giảm một nửa doanh thu của bạn khi bạn gửi dữ liệu dư thừa (lưu ý rằng băng thông của mạng hoặc lớp liên kết vẫn giữ nguyên!). Trong một số trường hợp, điều này là bình thường; đặc biệt nếu độ trễ rất cao, chẳng hạn như trên các kênh truyền hình liên lục địa hoặc vệ tinh
Ngoài ra, có một số phương pháp toán học mà bạn không cần phải gửi một bản sao hoàn chỉnh của dữ liệu; ví dụ, đối với mỗi n gói tin bạn gửi đi, bạn gửi thêm một gói tin khác, đó là XOR (hoặc một số phép toán số học khác) của chúng; nếu phần phụ bị mất, nó không thành vấn đề; nếu một trong n gói bị mất, bạn có thể khôi phục nó dựa trên gói dư thừa và n-1 gói còn lại. Bằng cách này, bạn có thể điều chỉnh chi phí FEC đến bất kỳ lượng băng thông nào bạn có thể dự phòng.
1. Tốc độ truyền thông tin trong hệ thống truyền thông rời rạc
V
hệ thống thông tin liên lạc rời rạc khi vắng mặt
thông tin nhiễu ở đầu ra của kênh liên lạc
(Kênh PI) hoàn toàn trùng khớp với
thông tin ở đầu vào của nó, vì vậy
tốc độ truyền thông tin bằng số
bằng hiệu suất của nguồn
tin nhắn:
.(5.1)
Tại
sự hiện diện của phần nhiễu của thông tin nguồn
tốc độ truyền thông tin cũng bị mất
hóa ra là ít hơn năng suất
nguồn. Đồng thời trong tin nhắn
thông tin được thêm vào ở đầu ra của kênh
về giao thoa (Hình 12).
Cho nên
trong trường hợp có sự can thiệp, cần phải tính đến
ở đầu ra của kênh, không phải tất cả thông tin,
được cung cấp bởi nguồn, nhưng chỉ lẫn nhau
thông tin:
bps (5.2)
Trên
công thức (5.1) chúng ta có
hoặc là
,
(5.3)
ở đâu H(x)
màn biểu diễn
nguồn;
H(xy)
độ tin cậy
“Kênh (mất mát) trên một đơn vị thời gian;
H(y)
entropy của thông báo đầu ra trên mỗi đơn vị
thời gian;
H(yx)=H’(n)
là entropy của nhiễu (nhiễu) trên một đơn vị thời gian.
vượt qua
khả năng kênh giao tiếp (kênh
chuyển giao thông tin) C
được gọi là tối đa có thể
tỷ lệ thông tin kênh
.(5.4)
Để đạt được thành tích
tối đa, tất cả có thể
nguồn đầu ra và tất cả những gì có thể
các phương pháp mã hóa.
Theo cách này,
băng thông kênh liên lạc
bằng hiệu suất tối đa
nguồn ở đầu vào kênh, hoàn toàn
phù hợp với các đặc điểm
kênh này, trừ mất thông tin
kênh do nhiễu.
Trong một kênh không có nhiễu
C=tối đaH(x),
bởi vì H(xy)=0.
Khi sử dụng mã thống nhất với
nền tảng k,
bao gồm n
các yếu tố có thời hạn uh,
trong một kênh không bị nhiễu
,
tại k=2
chút ít.
(5.5)
Để có hiệu quả
Sử dụng băng thông
kênh phải được phối hợp với
Nguồn vào. Như là
có thể kết hợp cho cả hai kênh
giao tiếp không bị nhiễu và đối với các kênh có
giao thoa dựa trên hai định lý,
do K. Shannon chứng minh.
Định lý thứ nhất (cho
kênh liên lạc không bị nhiễu):
Nếu nguồn
tin nhắn có entropy H
(bit trên mỗi ký hiệu), và kênh giao tiếp - thông lượng
có khả năng C
(bit trên giây), sau đó bạn có thể mã hóa
thông điệp theo cách mà
truyền thông tin qua một kênh
tốc độ trung bình, đóng tùy ý
đến giá trị C,
nhưng đừng lạm dụng nó.
K. Shannon đề nghị
và một phương pháp mã hóa như vậy,
được gọi là thống kê
mã hóa tối ưu. Hơn nữa
ý tưởng về mã hóa như vậy đã được phát triển
trong các tác phẩm của Fano và Huffman và hiện tại
thời gian được sử dụng rộng rãi trong thực tế
để "nén tin nhắn".
Chi phí chuyển tiếp
Internet là mạng nỗ lực cao nhất, có nghĩa là các gói tin sẽ được phân phối nếu có thể, nhưng cũng có thể bị loại bỏ. Các giọt gói được xử lý bởi lớp truyền tải, trong trường hợp của TCP; không có cơ chế như vậy cho UDP, có nghĩa là ứng dụng không quan tâm nếu một số phần dữ liệu không được phân phối hoặc bản thân ứng dụng thực hiện truyền lại qua UDP.
Truyền lại làm giảm thông lượng hữu ích vì hai lý do:
Một. Một số dữ liệu cần được gửi lại, mất nhiều thời gian.Điều này tạo ra độ trễ tỷ lệ nghịch với tốc độ của liên kết chậm nhất trong mạng giữa người gửi và người nhận (cũng chính là nút cổ chai). b. Việc phát hiện một số dữ liệu chưa được chuyển giao yêu cầu phản hồi từ người nhận đến người gửi. Do độ trễ truyền (đôi khi được gọi là độ trễ; gây ra bởi tốc độ hữu hạn của ánh sáng trong cáp), người gửi chỉ có thể nhận được phản hồi với độ trễ nhất định, càng làm chậm quá trình truyền. Trong hầu hết các trường hợp thực tế, đây là đóng góp đáng kể nhất cho sự chậm trễ bổ sung do truyền lại.
Rõ ràng là nếu bạn sử dụng UDP thay vì TCP và không quan tâm đến việc mất gói, tất nhiên bạn sẽ nhận được hiệu suất tốt hơn. Nhưng đối với nhiều ứng dụng, việc mất dữ liệu là không thể chấp nhận được, vì vậy việc đo lường như vậy không có ý nghĩa.
Có một số ứng dụng sử dụng UDP để truyền dữ liệu. Một trong số đó là BitTorrent có thể sử dụng TCP hoặc một giao thức mà họ đã phát triển gọi là uTP mô phỏng TCP qua UDP nhưng nhằm mục đích hiệu quả hơn khi sử dụng nhiều kết nối đồng thời. Một giao thức truyền tải khác được thực hiện qua UDP là QUIC, cũng mô phỏng TCP và cung cấp tính năng ghép kênh của nhiều đường truyền song song qua một kết nối duy nhất và sửa lỗi chuyển tiếp để giảm việc truyền lại.
Tôi sẽ thảo luận về việc sửa lỗi chuyển tiếp một chút vì nó có liên quan đến câu hỏi thông lượng của bạn. Cách đơn giản để làm điều này là gửi mỗi gói hai lần; trong trường hợp một cái bị mất, cái còn lại vẫn có cơ hội lấy được
Điều này làm giảm một nửa số lần truyền lại, nhưng cũng cắt giảm một nửa thông lượng thực của bạn khi bạn gửi dữ liệu dư thừa (lưu ý rằng băng thông của mạng hoặc lớp liên kết vẫn giữ nguyên!). Trong một số trường hợp, điều này là bình thường; đặc biệt nếu độ trễ rất lớn, ví dụ, trên các kênh liên lục địa hoặc vệ tinh
Hơn nữa, có một số phương pháp toán học khi bạn không cần phải gửi một bản sao hoàn chỉnh của dữ liệu; ví dụ, đối với mỗi n gói tin bạn gửi đi, bạn sẽ gửi đi một gói tin dư thừa khác, đó là XOR (hoặc một số phép toán số học khác) của chúng; nếu phần phụ bị mất, nó không thành vấn đề; nếu một trong n gói bị mất, bạn có thể khôi phục nó dựa trên gói dư thừa và n-1 gói còn lại. Bằng cách này, bạn có thể định cấu hình chi phí sửa lỗi chuyển tiếp thành bất kỳ lượng băng thông nào bạn có thể tiết kiệm.
Làm thế nào để bạn đo lường thời gian chuyển giao
Quá trình truyền có hoàn tất khi người gửi gửi xong bit cuối cùng xuống dây hay không, hay nó cũng bao gồm thời gian để bit cuối cùng truyền đến người nhận? Ngoài ra, điều này có bao gồm thời gian nhận được xác nhận từ người nhận, cho biết rằng tất cả dữ liệu đã được nhận thành công và không cần truyền lại không?
Nó thực sự phụ thuộc vào những gì bạn muốn đo lường.
Xin lưu ý rằng đối với các chuyến trung chuyển lớn, trong hầu hết các trường hợp, thời gian một chuyến khứ hồi bổ sung là không đáng kể (ví dụ: trừ khi bạn đang giao tiếp với tàu thăm dò trên sao Hỏa)
Tính năng chính này trong TCP là gì khiến nó vượt trội hơn nhiều so với UDP?
Điều này không đúng, mặc dù một quan niệm sai lầm phổ biến.
Ngoài việc chuyển tiếp dữ liệu khi cần thiết, TCP cũng sẽ điều chỉnh tốc độ gửi để không gây rớt gói do nghẽn mạng. Thuật toán điều chỉnh đã được tinh chỉnh trong nhiều thập kỷ và thường hội tụ nhanh chóng đến tốc độ tối đa được mạng hỗ trợ (thực tế là nút cổ chai). Vì lý do này, thường rất khó để đánh bại TCP về thông lượng.
Với UDP, người gửi không có giới hạn tỷ lệ. UDP cho phép một ứng dụng gửi bao nhiêu tùy thích. Nhưng nếu bạn cố gắng gửi nhiều hơn mức mà mạng có thể xử lý, một số dữ liệu sẽ bị xóa, điều này sẽ làm giảm băng thông của bạn và cũng khiến quản trị viên mạng rất giận bạn. Điều này có nghĩa là việc gửi lưu lượng UDP với tốc độ cao là không thực tế (trừ khi mục tiêu là mạng DoS).
Một số ứng dụng đa phương tiện sử dụng UDP, nhưng tốc độ truyền giới hạn tốc độ của người gửi rất chậm. Điều này thường được sử dụng trong các ứng dụng vô tuyến VoIP hoặc internet, nơi cần rất ít băng thông nhưng độ trễ thấp. Tôi tin rằng đây là một lý do dẫn đến sự hiểu lầm rằng UDP chậm hơn TCP; không, UDP có thể nhanh như mạng cho phép.
Như tôi đã đề cập trước đây, có những giao thức như uTP hoặc QUIC được triển khai trên UDP cung cấp hiệu suất tương tự như TCP.
Đúng rồi ?
Không mất gói (và truyền lại) là đúng.
Điều này chỉ đúng nếu kích thước cửa sổ được đặt thành giá trị tối ưu. BDP / RTT - tốc độ truyền tối ưu (tối đa có thể) trong mạng. Hầu hết các hệ điều hành hiện đại đều có thể tự động cấu hình nó một cách tối ưu.
Thông lượng phụ thuộc vào kích thước khối như thế nào? Kích thước khối là cửa sổ TCP hay kích thước sơ đồ UDP?
Bit là gì Tốc độ bit được đo như thế nào
Tốc độ bit là thước đo tốc độ của kết nối. Được tính bằng bit, đơn vị lưu trữ thông tin nhỏ nhất, trong 1 giây. Nó vốn có trong các kênh truyền thông trong thời kỳ “phát triển sơ khai” của Internet: vào thời điểm đó, các tệp văn bản chủ yếu được truyền trên web toàn cầu.
Bây giờ đơn vị đo lường cơ bản là 1 byte. Đến lượt nó, bằng 8 bit. Người dùng mới bắt đầu rất thường mắc phải một sai lầm nghiêm trọng: họ nhầm lẫn giữa kilobit và kilobyte. Điều này gây ra sự hoang mang khi một kênh có băng thông 512 kbps không đáp ứng được mong đợi và cho tốc độ chỉ 64 KB / s. Để không bị nhầm lẫn, bạn cần nhớ rằng nếu bit được sử dụng để chỉ tốc độ, thì mục nhập sẽ được thực hiện không có chữ viết tắt: bit / s, kbit / s, kbit / s hoặc kbps.
2. Băng thông của một kênh truyền thông đối xứng đồng nhất
V
kênh giao tiếp đồng nhất có điều kiện (nhất thời)
xác suất P(y1x1)
đừng phụ thuộc
từ thời gian. Biểu đồ của các trạng thái và quá trình chuyển đổi
kênh giao tiếp nhị phân đồng nhất
được hiển thị trong hình. mười ba.
Hình 13
Trong bức tranh này
x1
và x2
- tín hiệu ở đầu vào của kênh liên lạc, y1
vày2
- tín hiệu đầu ra. Nếu truyền
tín hiệu x1
và nhận được một tín hiệu y1,
điều này có nghĩa là tín hiệu đầu tiên
(chỉ số 1) không bị bóp méo. Nếu truyền
tín hiệu đầu tiên (x1),
và tín hiệu thứ hai được nhận (y2),
nó có nghĩa là có một sự biến dạng
tín hiệu đầu tiên. Xác suất chuyển đổi
được hiển thị trong Hình. 13. Nếu kênh đối xứng,
thì các xác suất chuyển đổi là tương đương nhau.
Chứng tỏ: P(y2x1)=
P(y1x2)=Puh- xác suất
biến dạng phần tử tín hiệu, P(y1x1)=
P(y2x2)=1-Puh- xác suất
nhận đúng phần tử tín hiệu.
Phù hợp với
công thức (5.1) và (5.3)
.
Nếu các tín hiệu
x1
và x2 có
cùng một khoảng thời gian uh,
sau đó
.
Sau đó, dung lượng kênh
sẽ bằng
.
(5.7)
Trong công thức này
maxH(y)=khúc gỗk.
Đối với kênh nhị phân (k =2)
maxH(y)=1
và công thức (5.4) có dạng
.
(5.8)
Nó vẫn phải được xác định
entropy có điều kiện H(yx).
Đối với một nguồn nhị phân, chúng tôi có
Thay thế nó
giá trị của entropy có điều kiện trong (5.8), chúng tôi thu được
dứt khoát
.
(5.9)
Trên hình. 14 chiếc được xây dựng
đường cong thông lượng
kênh nhị phân về xác suất lỗi.
Đối với một kênh giao tiếp
Với k>2
thông lượng được xác định
gần như cùng một công thức:
. (5.10)
Bị giam giữ
hãy xem một ví dụ. Để đó đi
nguồn nhị phân với hiệu suất
chút ít.
Cơm. 14
Trên hình. 14 chiếc được xây dựng
đường cong thông lượng
kênh nhị phân về xác suất lỗi.
Đối với một kênh giao tiếp
Với k>2
thông lượng được xác định
gần như cùng một công thức:
. (5.10)
Bị giam giữ
hãy xem một ví dụ. Để đó đi
nguồn nhị phân với hiệu suất
chút ít.
Nếu xác suất
méo mó Puh=0,01,
thì nó theo sau đó trong số 1000 phần tử
tín hiệu truyền trong một giây
trung bình 990 mặt hàng sẽ được chấp nhận mà không có
biến dạng và chỉ có 10 phần tử sẽ
méo mó. Có vẻ như vượt qua
khả năng trong trường hợp này sẽ là
990 bps. Tuy nhiên, việc tính toán
công thức (5.9) cho chúng ta một giá trị, đáng kể
nhỏ hơn (C=919
bps). Vấn đề ở đây là gì? Và vấn đề là ở chỗ
chúng tôi sẽ nhận được C=990
bit / s, nếu bạn biết chính xác cái nào
các yếu tố tin nhắn bị cắt xén. Sự ngu dốt
về thực tế này (và thực tế là phải biết
không thể) dẫn đến thực tế là 10
các yếu tố bị bóp méo quá mạnh
giảm giá trị của tin nhắn đã nhận,
rằng thông lượng là đáng kể
giảm dần.
Một vi dụ khac.
Nếu như Puh=0,5,
thì trong số 1000 phần tử được thông qua, 500 phần tử sẽ không
méo mó. Tuy nhiên, bây giờ vượt qua
khả năng sẽ không phải là 500
bit / s, như người ta có thể mong đợi,
và công thức (5.9) sẽ cho chúng ta số lượng C=0.
Có hiệu lực cho Puh=0,5
tín hiệu qua kênh liên lạc thực sự đã có
không vượt qua và kênh giao tiếp đơn giản
tương đương với máy tạo tiếng ồn.
Tại Puh1
thông lượng đang tiếp cận
đến giá trị lớn nhất. Tuy nhiên, trong
các tín hiệu trường hợp ở đầu ra của hệ thống thông tin liên lạc
cần phải được đảo ngược.
Các phương thức truyền tín hiệu
Cho đến nay, có ba cách chính để truyền tín hiệu giữa các máy tính:
- Truyền dẫn vô tuyến.
- Truyền dữ liệu bằng cáp.
- Truyền dữ liệu qua các kết nối cáp quang.
Mỗi phương pháp này có những đặc điểm riêng của các kênh truyền thông, sẽ được thảo luận dưới đây.
Ưu điểm của việc truyền thông tin qua kênh vô tuyến bao gồm: tính linh hoạt trong sử dụng, dễ lắp đặt và cấu hình các thiết bị đó. Theo quy định, một máy phát vô tuyến được sử dụng để nhận và phương pháp. Nó có thể là một modem cho máy tính hoặc một bộ điều hợp Wi-Fi.
Những nhược điểm của phương pháp truyền này bao gồm tốc độ không ổn định và tương đối thấp, phụ thuộc nhiều hơn vào sự hiện diện của các tháp vô tuyến, cũng như chi phí sử dụng cao (Internet di động đắt gần gấp đôi so với "cố định").
Ưu điểm của truyền dữ liệu qua cáp là: độ tin cậy, dễ vận hành và bảo trì. Thông tin được truyền bằng dòng điện. Nói một cách tương đối, dòng điện dưới một hiệu điện thế nhất định di chuyển từ điểm A đến điểm B. Sau đó A được chuyển thành thông tin. Dây hoàn toàn chịu được sự thay đổi nhiệt độ, uốn cong và ứng suất cơ học. Những bất lợi bao gồm tốc độ không ổn định, cũng như kết nối bị suy giảm do mưa hoặc giông bão.
Có lẽ công nghệ truyền dữ liệu tiên tiến nhất ở thời điểm hiện tại là sử dụng cáp quang. Hàng triệu ống thủy tinh nhỏ được sử dụng trong việc thiết kế các kênh liên lạc của một mạng lưới các kênh truyền thông. Và tín hiệu truyền qua chúng là một xung ánh sáng. Vì tốc độ ánh sáng cao gấp vài lần tốc độ hiện tại nên công nghệ này có thể tăng tốc độ kết nối Internet lên vài trăm lần.
Những bất lợi bao gồm sự mỏng manh của cáp quang. Thứ nhất, chúng không thể chịu được hư hỏng cơ học: các ống bị vỡ không thể truyền tín hiệu ánh sáng qua chính chúng, và sự thay đổi nhiệt độ đột ngột dẫn đến nứt vỡ. Chà, phông bức xạ tăng lên làm cho các ống bị vẩn đục - vì điều này, tín hiệu có thể kém đi. Ngoài ra, cáp quang rất khó sửa chữa nếu bị đứt nên bạn phải thay mới hoàn toàn.
Những điều trên cho thấy rằng theo thời gian, các kênh truyền thông và mạng lưới các kênh truyền thông được cải thiện, dẫn đến việc tăng tốc độ truyền dữ liệu.
Chi phí do tiêu đề
Mỗi lớp trong mạng thêm một tiêu đề vào dữ liệu, phần này giới thiệu một số chi phí do thời gian truyền của nó. Ngoài ra, lớp truyền tải chia dữ liệu của bạn thành các phân đoạn; điều này là do lớp mạng (như trong IPv4 hoặc IPv6) có kích thước gói MTU tối đa, thường là 1500V trên mạng Ethernet. Giá trị này bao gồm kích thước của tiêu đề lớp mạng (ví dụ: tiêu đề IPv4, có độ dài thay đổi, nhưng thường dài 20 B) và tiêu đề lớp truyền tải (đối với TCP, nó cũng có độ dài thay đổi, nhưng thường dài 40 B) . Điều này dẫn đến kích thước phân đoạn MSS tối đa (số byte dữ liệu, không có tiêu đề, trong một phân đoạn) là 1500 - 40 - 20 = 1440 byte.
Do đó, nếu chúng ta muốn gửi 6 KB dữ liệu lớp ứng dụng, chúng ta phải chia nó thành 6 phân đoạn, mỗi phân đoạn 5 trên 1440 byte và một là 240 byte. Tuy nhiên, ở lớp mạng, chúng tôi kết thúc gửi 6 gói, mỗi gói 5 trên 1500 byte và một gói 300 byte, tổng cộng là 6,3 kB.
Ở đây tôi đã không xem xét thực tế là lớp liên kết (như trong Ethernet) thêm tiêu đề riêng của nó và có thể cả hậu tố, điều này bổ sung thêm chi phí. Đối với Ethernet, đây là 14 byte cho tiêu đề Ethernet, tùy chọn 4 byte cho thẻ VLAN, sau đó là CRC 4 byte và không gian 12 byte, với tổng số 36 byte cho mỗi gói.
Nếu bạn tính một liên kết tốc độ cố định, chẳng hạn như 10 Mbps, tùy thuộc vào những gì bạn đo lường, bạn sẽ nhận được thông lượng khác nhau. Thông thường bạn muốn một trong những điều này:
- Hiệu suất tốt tức là thông lượng lớp ứng dụng nếu bạn muốn đo hiệu suất ứng dụng. Trong ví dụ này, bạn đang chia 6 kB cho thời gian chuyển.
- Liên kết băng thông nếu bạn muốn đo hiệu suất mạng. Trong ví dụ này, bạn đang chia 6 kB + Chi phí TCP + Chi phí IP + Chi phí Ethernet = 6,3 kB + 6 * 36 B = 6516 B theo thời lượng truyền.
