فرمول حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر – آموزش شبکه درس 19

یکی از نکات مهم در طراحی شبکه های کامپیوتری محاسبه تاخیر و قدرت ارسال پیام است. در این پست ما به معرفی فرمول حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر پرداختیم و با ذکر مثالی ساده آن را توضیح دادیم. شما می توانید از این فرمول برای محاسبه تاخیر و یا حجم قابل ارسال داده بر روی یک لینک استفاده کنید.

فرمول حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر

در اینجا خوب است که کمیدرباره حاصل ضرب دو معیار مهم سنجش شبکه صحبت کنیم، در اغلب اوقات ما به آن «حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر» میگوئیم. به صورت شهودی اگر ما به کانال میان یک جفت از پردازنده‌ها به عنوان یک لوله توخالی نگاه کنیم (تصویر 1.18 را ببینید)، در آن صورت تاخیر رویداد میتواند بر اساس طول لوله (میزان تاخیر یا زمان سپری شده برای عبور یک بیت از این لوله) و قطر آن (پهنای باند) در نظر گرفته شود، پس در اینجا حاصل ضرب پهنای باند (یا مساحت دهانه لوله) در تاخیر (یا همان طول لوله) میتواند حجم لوله (توان عملیاتی واقعی) را در اختیار ما قرار دهد، بیشتر تعداد بیتی که میتواند از طریق این لوله فرضی عبور کند، به اندازه همین حجم به دست آمده از حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر است. از سوی دیگر، میتوان گفت که، اگر  تاخیر (که بر حسب زمان اندازه گیری میشود)، متناظر با طول لوله باشد، در آن صورت عرض هر کدام از بیت‌ها (که آن نیز بر اساس زمان اندازه گیری میشود) را نیز در اختیار داشته باشیم، در آن صورت میتوانید به محاسبه دبی عبوری تعداد بیت در این لینک ارتباطی بپردازیم. برای مثال، فرض کنید که کانال ارتباطی درون قاره ای به صورت یک طرفه دارای تاخیری به اندازه 50 میلی ثانیه است، و پهنای باند آن نیز به اندازه 45 مگابیت بر ثانیه باشد.

در اینجا خواهیم داشت:

50 × 10^-3 sec × 45 × 10^6 bits/sec = 2.25 × 10^6 bits,

که در آن صورت مقدار تقریبی داده قابل عبور از لینک برای با 280 کیلوبایت خواهد بود. به عبارت دیگر،  در این مثال لوله میتواند به اندازه ای از بایت‌های اطلاعاتی رایانه شما را در خود جای دهد که یک رایانه در ابتدای دهه 1980 میتوانست در حافظه خود داشته باشد.

شبکه به عنوان یک لوله

تصویر 1.18 شبکه به عنوان یک لوله

حاصل ضرب پهنای باند در تاخیر برای زمانی که میخواهیم شبکه‌هایی با عملکرد پردازشی بالا ایجاد کنیم، بسیار مهم است، زیرا آن به ما نشان میدهد که چه میزان بیت را میتوان پیش از آنکه اولین بیت به دریافت کننده برسد، در درون لینک ارتباطی خودمان بارگذاری کنیم. اگر ارسال کننده انتظار داشته باشد که دریافت کننده سینگالی را مبتنی بر دریافت بیت‌ها برای او ارسال کند، در این صورت باید تاخیر کانال دوم را نیز که از سوی دریافت کننده به سمت ارسال کننده میآید تا سینگال دریافت بیت‌ها را برساند را نیز حساب کنیم، پس در اینجا ارسال کننده میتواند به میزان زمان رفت و برگشت (RTT) ضرب در پهنای باند تعداد بیت را قبل از آنکه دریافت کننده پیام به او پیام دریافت سیگنال را بدهد، بیت بر روی کانال ارتباطی بارگذاری کند. بیت‌هائی که در این لوله هستند را میتواند به عنوان «بیت‌های در پرواز (در هوا)» در نظر گرفت، که به معنای آن است که اگر در همین لحظه دریافت کننده از ارسال کننده بخواهد که ارسال را متوقف کند، به اندازه زمان رفت و برگشت (RTT) ضربدر پهنای باند بیت هنوز در میان کانال هستند، و دریافت کننده باید ابتدا آن‌ها را دریافت کند. در مثال بالا، این مقدارب برابر با  5.5 × 10^6 بیت یا چیزی در حدود 671 کلیوبایت داده است. از سوی دیگر، اگر ارسال کننده، لوله را پر نکند،  یعنی به اندازه زمان رفت و برگشت (RTT) ضربدر پهنای باند داده را به سمت دریافت کننده نفرستد و منتظر ارسال سیگنال شود، در آن صورت دریافت کننده نتوانسته از تمام ظرفیت شبکه به درستی استفاده کند.

در اینجا دقت کنید زمان رفت و برگشت (RTT) در اینجا بسیار مورد توجه ماست، زیرا این موضوع سبب میشود، که به سادگی به مسئله ضرب پهنای باند در تاخیر برسیم، که در اینجا میتوانیم بگوئیم زمان رفت و برگشت (RTT) در واقع همان «تاخیر» است (که در اینجا تاخیر یک جهته به خاطر رفت و برگشتی بودن کانال در دو ضرب شده است). به صورت معمول، چه تاخیر در ضرب پهنای باند در تاخیر به معنای یک تاخیر یک طرف باشد و یا یک زمان رفت و برگشت (RTT)، همه چیز در اینجا واضح و قابل محاسبه است. جدول 1.1 برخی از مثال‌های کاربری در زمینه ضرب زمان رفت و برگشت (RTT) در پهنای باند را برای برخی از لینک‌های معمول شبکه را نشان میدهد.

جدول 1.1 مثالی از ضرب پهنای باند در تاخیر
یک طرفه

 فاصله 

5m

35,000km

4000km

 نوع لینک 

شبکه محلی (LAN) وایرلس

ماهواره

فیبرهای بین کشورها

 پهنای باند  

54Mbps

1Gbps

10Gbps

 زمان رفت و برگشت (RTT

0.33μs

230ms

40ms

 زمان رفت و برگشت (RTT) در پهنای باند

 18bits

230Mb

400Mb

No votes yet.
Please wait...

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

منو اصلی

question