Що таке пропускна здатність?

Ви, напевно, бачили оголошення про пропускну здатність, якщо коли-небудь купували нове підключення до Інтернету. Ви, напевно, бачили фактично виміряну пропускну здатність, якщо проводили перевірку швидкості Інтернету. Хоча очевидно, що більші цифри кращі, може бути трохи незрозуміло, що таке пропускна здатність, якщо ви не настільки знайомі з термінологією.

Що таке пропускна здатність?

Пропускна здатність – це міра максимально можливої ​​швидкості передачі з’єднання. У деяких крайніх випадках, як-от у випадку з пропускною спроможністю підключення до Інтернету, рекламована пропускна здатність може не бути жорстким обмеженням, оскільки законодавство деяких країн вимагає від провайдерів Інтернету принаймні відповідати заявленій швидкості для конкретного. Як правило, велика частка клієнтської бази. Інтернет-провайдери зазвичай надають трохи більше, ніж рекламується, щоб уникнути можливих судових позовів, якщо це так. Пропускна здатність – це абсолютна верхня межа переданих даних з точки зору фактичної пропускної здатності кабелю або технології бездротової передачі.

Як і будь-яка міра даних, пропускна здатність вимірюється в бітах або байтах. Біт — це окрема одиниця двійкових даних, 1 або 0. Байт складається з восьми бітів — стандартного числа групи бітів. На щастя, сучасна пропускна здатність дуже висока. У мільйонах або мільярдах біт на секунду це зазвичай відображається як мегабіт на секунду або гігабіт на секунду та мегабайт на секунду або гігабайт на секунду. Стандартне скорочення одиниць для них становить Мбіт/с, Гбіт/с, Мбіт/с і Гбіт/с відповідно. Однак іноді «p» може замінюватися на «/», як в інших одиниця�� вимірювання, наприклад, Мбіт/с.

Примітка. Одиниці вимірювання в бітах завжди використовують малу літеру «b», тобто Гбіт/с. Байти завжди позначаються великою літерою «B», тобто МБ/с.

Важливо пам’ятати, що все, що вимірюється в байтах, виглядатиме у вісім разів меншим, ніж те саме, що вимірюється в бітах. Наприклад, оптоволоконне з’єднання зі швидкістю 1 гігабіт на секунду забезпечує 125 мегабайт на секунду. Цей коефіцієнт перетворення є важливим, оскільки пропускна здатність, наприклад швидкість Інтернету, зазвичай вказується в кратних бітах на секунду. У той час як розміри файлів зазвичай вказуються в кратних байтах на секунду.

Затримка

Хоча пропускна здатність є найвідомішим показником швидкості з’єднання, вона далеко не єдина. Затримка — ще один важливий показник, який слід враховувати. Користувачі часто не відчувають затримку внутрішніх з’єднань комп’ютера чи локальної мережі. Однак це не означає, що це не має ефекту. Ефект затримки найчастіше відчувається в Інтернеті, хоча його також називають «пінгом».

Затримка — це міра затримки між надсиланням запиту та початком його отримання одержувачем. В Інтернеті затримка може змінюватися залежно від відстані до сервера, з яким ви спілкуєтесь. Наприклад, стандартний пінг до США з Великобританії становить близько 100 мілісекунд. У деяких випадках, якщо ви живете поблизу розташування сервера, ви можете отримати лише 10 або навіть 8 мілісекунд. Затримка нижче цього значення насправді не відбувається в Інтернеті, оскільки ваш сигнал все одно має проходити через кілька мереж. У локальних мережах ви можете отримати пінг тривалістю мілісекунди або менше мілісекунди. На локально підключених пристроях пам’яті затримка може бути достатньо низькою, щоб вимірювати її в наносекундах.

Немає значення, наскільки хороша ваша пропускна здатність. Якщо у вас велика затримка, ви матимете поганий досвід. Візьмемо, наприклад, Марс. Навіть якби у вас було гігабітне підключення до Інтернету із Землею, знадобилося б принаймні шість хвилин, щоб сигнал дістався до Землі, і ще принаймні шість хвилин, щоб отримати відповідь. Це не дуже добре для перегляду веб-сторінок або спроб керувати марсоходами.

Пропускна здатність

Пропускна здатність - ще один показник. Це дуже схоже на пропускну здатність, але вимірює корисну пропускну здатність даних, яка зараз використовується. Він враховує будь-які накладні витрати на сигналізацію та той факт, що деякі пристрої можуть не мати змоги наситити з’єднання з високою пропускною здатністю.

Для прикладу візьмемо кабель SATA. Він має пропускну здатність 6 Гбіт/с або 750 МБ/с. Для підключення HDD традиційно використовується SATA. Однак жорсткий диск зазвичай може зчитувати дані лише зі швидкістю близько 230 МБ/с. Це реальна міра переданих даних, а не теоретична пікова пропускна здатність з’єднання. Пропускна здатність має вирішальне значення, коли пропускна здатність з’єднання не є обмежуючим фактором.

Ця діаграма чітко пояснює різницю між смугою пропускання, пропускною здатністю та затримкою. Джерело: DNSstuff

Класичний приклад

Велику проблему з пропускною спроможністю можна побачити, коли намагаєтеся виконати великі передачі. Уявіть собі компанію, яка зазнала аварії, яка пошкодила кілька критично важливих жорстких дисків. Скажімо, стрибок напруги підсмажив накопичувачі. На щастя, у них під рукою були запасні диски, які вони могли просто замінити, і резервні копії, з яких можна було відновити.

Однак зараз вони усвідомлюють проблему пропускної здатності. Вони зберігають дані на швидкісних SSD PCIe Gen3, але резервна копія зберігається віддалено. Віддалений сайт має гігабітне з’єднання Ethernet. Це звучить чудово для домашніх користувачів, але 1 Гбіт/с — це лише 125 МБ/с, що повільніше, ніж може передавати дані жорсткий диск. З резервною копією в діапазоні 100 ТБ і використанням загальної пропускної здатності з’єднання для завершення передачі знадобиться більше дев’яти днів. Це, звичайно, погано.

Тут інженер пропонує рішення. Вони здійснять тригодинну поїздку до іншого центру обробки даних, зберуть і ретельно позначать усі необхідні диски, а потім поїдуть із собою на своїй машині. План полягає в тому, що після того, як вони завершать передачу, вони зможуть локально підключити диски та завершити процес відновлення з набагато вищою локальною швидкістю передачі.

Незважаючи на те, що цей план може мати жахливу тригодинну затримку та мінімальний шість годин переміщення накопичувачів вручну, забезпечує чудову пропускну здатність, що дозволяє завершити весь процес менш ніж за добу. Це призводить до класичної фрази у сценаріях планування аварійного відновлення: «ніколи не недооцінюйте пропускну здатність вантажівки, повної жорстких дисків».

Примітка: метод «вантажівка, повна жорстких дисків» часто використовується для передачі значних наборів наукових даних з місця розташування. Де збиралися дані до суперкомп’ютера, який їх оброблятиме.

Висновок

Пропускна здатність – це міра максимальної можливої ​​швидкості передачі з’єднання. Це важливий показник швидкості з’єднання, але, як правило, лише якщо він є обмежуючим фактором. Важливо знати, коли пропускна здатність є важливим обмежуючим фактором, а коли ні. Інші показники швидкості з’єднання, такі як затримка та пропускна здатність, також можуть бути важливими обмежуючими факторами. В ідеалі ви не хочете, щоб якесь одне велике вузьке місце та швидкість передачі збігалися, забезпечуючи корисне з’єднання для ваших випадків використання.

Деякі серверні системи, головним чином інформаційні панелі використання хмарних серверів, часто посилаються на пропускну здатність. У цьому випадку вони зазвичай не означають пікової швидкості передачі. Натомість вони стосуються загального обсягу даних, переданих протягом певного часу, як правило, за день, тиждень, місяць або рік. Технічно це не слід називати пропускною здатністю. Кращою назвою для цього буде «щомісячна передача даних» або подібна, оскільки це міра фактичного використання, а не теоретична пікова передача даних.