El rendimiento de la red se refiere a las medidas de la calidad del servicio de una red tal como la ve el cliente.
Hay muchas formas diferentes de medir el rendimiento de una red, ya que cada red es diferente en naturaleza y diseño. El rendimiento también se puede modelar y simular en lugar de medir; un ejemplo de esto es el uso de diagramas de transición de estado para modelar el rendimiento de las colas o para usar un simulador de red.
Medidas de desempeño
Las siguientes medidas a menudo se consideran importantes:
- El ancho de banda comúnmente medido en bits / segundo es la velocidad máxima a la que se puede transferir información.
- El rendimiento es la tasa real a la que se transfiere la información.
- Latencia: el retraso entre el emisor y el receptor que lo decodifica, esto es principalmente una función del tiempo de viaje de las señales y el tiempo de procesamiento en cualquier nodo que atraviesa la información.
- Jitter variación de retardo de paquetes en el receptor de la información
- Tasa de error el número de bits corruptos expresado como porcentaje o fracción del total enviado
Banda ancha
El ancho de banda de canal disponible y la relación señal / ruido alcanzable determinan el rendimiento máximo posible. Por lo general, no es posible enviar más datos de los que dicta el teorema de Shannon-Hartley .
Rendimiento
El rendimiento es la cantidad de mensajes entregados con éxito por unidad de tiempo. El rendimiento se controla mediante el ancho de banda disponible, así como la relación señal / ruido disponible y las limitaciones de hardware. Se entenderá que el rendimiento a los efectos de este artículo se mide a partir de la llegada del primer bit de datos al receptor, para desacoplar el concepto de rendimiento del concepto de latencia. Para discusiones de este tipo, los términos 'rendimiento' y 'ancho de banda' a menudo se usan indistintamente.
La ventana de tiempo es el período durante el cual se mide el rendimiento. La elección de una ventana de tiempo adecuada a menudo dominará los cálculos de rendimiento, y si se tiene en cuenta o no la latencia determinará si la latencia afecta o no al rendimiento.
Latencia
La velocidad de la luz impone un tiempo de propagación mínimo a todas las señales electromagnéticas. No es posible reducir la latencia a continuación
donde s es la distancia y c m es la velocidad de la luz en el medio. Esto significa aproximadamente 1 milisegundo adicional de tiempo de ida y vuelta (RTT) por 100 km / 62 millas de distancia entre hosts.
También se producen otros retrasos en los nodos intermedios. En las redes de conmutación de paquetes, pueden producirse retrasos debido a las colas.
Estar nervioso
La fluctuación es la desviación no deseada de la verdadera periodicidad de una supuesta señal periódica en electrónica y telecomunicaciones , a menudo en relación con una fuente de reloj de referencia . La fluctuación puede observarse en características tales como la frecuencia de pulsos sucesivos, la amplitud de la señal o la fase de las señales periódicas. La fluctuación es un factor importante, y generalmente no deseado, en el diseño de casi todos los enlaces de comunicaciones (por ejemplo, USB , PCI-e , SATA , OC-48 ). En las aplicaciones de recuperación de reloj , se denomina jitter de sincronización . [1]
Tasa de error
En la transmisión digital , el número de errores de bits es el número de bits recibidos de un flujo de datos a través de un canal de comunicación que se han alterado debido a ruido , interferencia , distorsión o errores de sincronización de bits .
La tasa de errores de bits o tasa de errores de bits ( BER ) es el número de errores de bits dividido por el número total de bits transferidos durante un intervalo de tiempo estudiado. BER es una medida de desempeño sin unidades, a menudo expresada como un porcentaje .
La probabilidad de error de bit p e es el valor esperado de la BER. La BER puede considerarse como una estimación aproximada de la probabilidad de error de bit. Esta estimación es precisa para un intervalo de tiempo prolongado y una gran cantidad de errores de bits.
Interacción de factores
Todos los factores anteriores, junto con los requisitos y las percepciones del usuario, juegan un papel en la determinación de la 'solidez' o utilidad percibida de una conexión de red. La relación entre rendimiento, latencia y experiencia del usuario se entiende mejor en el contexto de un medio de red compartido y como un problema de programación.
Algoritmos y protocolos
Para algunos sistemas, la latencia y el rendimiento son entidades acopladas. En TCP / IP, la latencia también puede afectar directamente al rendimiento. En las conexiones TCP , el producto de retardo de gran ancho de banda de las conexiones de alta latencia, combinado con tamaños de ventana TCP relativamente pequeños en muchos dispositivos, hace que el rendimiento de una conexión de alta latencia caiga drásticamente con la latencia. Esto se puede remediar con varias técnicas, como aumentar el tamaño de la ventana de congestión de TCP, o soluciones más drásticas, como la fusión de paquetes, la aceleración de TCP y la corrección de errores de reenvío , todas las cuales se utilizan comúnmente para enlaces satelitales de alta latencia.
La aceleración de TCP convierte los paquetes de TCP en una secuencia similar a UDP . Debido a esto, el software de aceleración TCP debe proporcionar sus propios mecanismos para garantizar la confiabilidad del enlace, teniendo en cuenta la latencia y el ancho de banda del enlace, y ambos extremos del enlace de alta latencia deben admitir el método utilizado.
En la capa Media Access Control (MAC), también se abordan problemas de rendimiento como el rendimiento y el retraso de un extremo a otro.
Ejemplos de sistemas dominados por latencia o rendimiento
Muchos sistemas pueden caracterizarse como dominados por limitaciones de rendimiento o por limitaciones de latencia en términos de la utilidad o la experiencia del usuario final. En algunos casos, los límites estrictos, como la velocidad de la luz, presentan problemas únicos para dichos sistemas y no se puede hacer nada para corregirlos. Otros sistemas permiten un equilibrio y una optimización significativos para una mejor experiencia de usuario.
Satélite
Un satélite de telecomunicaciones en órbita geosincrónica impone una longitud de trayectoria de al menos 71000 km entre el transmisor y el receptor. [2] lo que significa un retraso mínimo entre la solicitud y la recepción del mensaje, o una latencia de 473 ms. Este retraso puede ser muy notable y afecta el servicio de telefonía satelital independientemente de la capacidad de rendimiento disponible.
Comunicación en el espacio profundo
Estas consideraciones de longitud de trayectoria larga se exacerban cuando se comunica con sondas espaciales y otros objetivos de largo alcance más allá de la atmósfera de la Tierra. La Deep Space Network implementada por la NASA es uno de esos sistemas que debe hacer frente a estos problemas. En gran parte impulsada por la latencia, la GAO ha criticado la arquitectura actual. [3] Se han propuesto varios métodos diferentes para manejar la conectividad intermitente y los retrasos prolongados entre paquetes, como las redes tolerantes al retraso . [4]
Comunicación espacial aún más profunda
A distancias interestelares, las dificultades para diseñar sistemas de radio que puedan lograr cualquier rendimiento son enormes. En estos casos, mantener la comunicación es un problema más importante que el tiempo que lleva esa comunicación.
Transporte de datos sin conexión
El transporte está relacionado casi exclusivamente con el rendimiento, razón por la cual las entregas físicas de archivos de cinta de respaldo todavía se realizan en gran parte en vehículos.
Ver también
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Notas
- ^ Wolaver, 1991, p.211
- ↑ Roddy, 2001, 67 - 90.
- ^ Oficina de contabilidad del gobierno de Estados Unidos (GAO), 2006
- ↑ Kevin Fall, 2003
Referencias
- Rappaport, Theodore S. (2002). Comunicaciones inalámbricas: principios y práctica (2 ed.). Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-042232-0.
- Roddy, Dennis (2001). Comunicaciones por satélite (3. ed.). Nueva York [ua]: McGraw-Hill. ISBN 0-07-137176-1.
- Fall, Kevin, "A Delay-Tolerant Network Architecture for Challenged Internets" , Intel Corporation, febrero de 2003, Doc No: IRB-TR-03-003
- Informe 06-445 de la Oficina de Responsabilidad del Gobierno (GAO), RED DE ESPACIOS PROFUNDOS DE LA NASA: La estructura de gestión actual no es propicia para hacer coincidir eficazmente los recursos con los requisitos futuros, 27 de abril de 2006
enlaces externos
- Sitio web de la red de espacio profundo de la NASA
- Es la latencia, estupido