В чем разница между пропускной способностью и задержкой?
Задержка и пропускная способность – это два показателя работы компьютерной сети. Задержка – это запаздывание при сетевом обмене данными. Здесь показывается время, необходимое для передачи данных по сети. Сети с более длительной задержкой имеют высокую пропускную способность, в то время как сети с быстрым временем отклика имеют более низкую пропускную способность. В отличие от этого пропускная способность – это средний объем данных, который фактически может пройти через сеть в течение определенного времени. Он показывает количество пакетов данных, которые успешно прибывают в места назначения, и потерю пакетов данных.
Почему пропускная способность и задержка важны?
Скорость сети можно определить, посмотрев, как быстро сеть может передавать пакеты данных в пункты назначения. Эта скорость обусловлена такими факторами производительности сети, как задержка и пропускная способность.
Задержка определяет время ожидания, которое возникает у пользователя при отправке или получении данных из сети. Пропускная способность определяет количество пользователей, которые могут одновременно подключаться к сети.
Сеть с низкой пропускной способностью и высокой задержкой не справляется с отправкой и обработкой большого объема данных, что приводит к перегрузке и снижению производительности приложений. Напротив, сеть с высокой пропускной способностью и низкой задержкой является быстро реагирующей и эффективной. Благодаря этому пользователи смогут работать эффективнее и будут более довольны.
Высокопроизводительные сети напрямую влияют на получение доходов и операционную эффективность. Кроме того, некоторые варианты использования, такие как потоковая передача в реальном времени, анализ данных Интернета вещей (IoT) и высокопроизводительные вычисления, требуют определенных пороговых значений производительности сети для оптимальной работы.
Ключевые отличия: задержка в сети и пропускная способность
Хотя задержка и пропускная способность обеспечивают надежную и быструю сеть, это не одно и то же. Эти сетевые метрики основаны на отдельных статистических данных и отличаются друг от друга.
Как измерять?
Задержку в сети можно измерить, измерив время пинга. В этом процессе вы передаете небольшой пакет данных и получаете подтверждение того, что он прибыл.
Большинство операционных систем поддерживают команду ping, которая выполняет это с вашего устройства. Время в оба конца (RTT) отображается в миллисекундах и дает представление о том, сколько времени требуется для передачи данных по сети.
Пропускную способность можно измерить с помощью инструментов тестирования сети или вручную. Если вы хотите проверить пропускную способность вручную, вы должны отправить файл и разделить размер файла на время, необходимое для его получения. Однако задержка и пропускная способность влияют на пропускную способность сети. По этой причине многие люди используют инструменты сетевого тестирования, поскольку они сообщают о пропускной способности, а также о других факторах, таких как пропускная способность и задержка.
Подробнее об RTT в сетевых технологиях »
Единица измерения
Задержка измеряется в миллисекундах. Если у вас мало миллисекунд, ваша сеть работает лишь с небольшой задержкой. Чем больше число в миллисекундах, тем медленнее работает сеть.
Первоначально пропускная способность сети измерялась в битах в секунду (бит/с). Но по мере совершенствования технологий передачи данных теперь можно достичь гораздо более высоких значений. Благодаря этому вы можете измерять пропускную способность в килобайтах в секунду (КБ/с), мегабайтах в секунду (МБ/с) и даже в гигабайтах в секунду (ГБ/с). Один байт равен восьми битам.
Влияющие факторы: задержка и пропускная способность
На показатели задержки и пропускной способности могут влиять разные факторы.
Задержка
Задержка имеет несколько факторов, которые способствуют тому, чтобы она была высокой или низкой.
География
Одним из наиболее важных факторов является место происхождения данных и их предполагаемое место назначения. Если ваши серверы находятся в ином географическом регионе, чем ваше устройство, данные должны пройти большее расстояние, что увеличивает задержку. Этот фактор называется распространением.
Перегрузка сети
Перегрузка сети возникает, когда по сети передается большой объем данных. Увеличение трафика в сети приводит к тому, что пакеты отправляются к месту назначения по более длинным маршрутам.
Эффективность протокола
В некоторых сетях для гарантии безопасности требуются дополнительные протоколы. Дополнительные шаги рукопожатия создают задержку.
Сетевая инфраструктура
Сетевые устройства могут перегружаться, что приводит к потере пакетов. Когда пакеты задерживаются или теряются, устройства повторно передают их. Это увеличивает задержку.
Пропускная способность сети
На скорость пропускной способности напрямую влияют другие факторы.
Пропускная способность
Если пропускная способность вашей сети достигла максимальной пропускной способности среды передачи данных, ее пропускная способность никогда не сможет выйти за этот предел.
Вычислительные мощности
В некоторых сетевых устройствах имеются специализированные аппаратные или программные оптимизации, которые повышают их производительность. В качестве примеров можно привести специализированные интегральные схемы для конкретных приложений или программные механизмы обработки пакетов.
Эти оптимизации позволяют устройству обрабатывать большие объемы трафика и более сложные задачи обработки пакетов, что приводит к повышению пропускной способности.
Потеря пакетов
Потеря пакетов может произойти по разным причинам, включая перегрузку сети, неисправное оборудование или неправильно настроенные сетевые устройства. Если пакеты потеряны, их необходимо повторно передать. Это приводит к задержкам и снижению общей пропускной способности сети.
Топология сети
Топология сети – это количество сетевых устройств, пропускная способность сетевых каналов и расстояние между устройствами на сетевом пути.
Хорошо продуманная топология сети обеспечивает несколько путей передачи данных, уменьшает проблемные места в трафике и повышает пропускную способность. Для сетей с большим количеством устройств или большими расстояниями для достижения высокой пропускной способности требуются сложные топологии сети.
Связь между пропускной способностью, задержкой и пропускной способностью сети
Задержка и пропускная способность работают вместе, обеспечивая высокую скорость подключения и производительность сети. Поскольку и то, и другое влияет на передачу пакетов данных, они также влияют друг на друга.
Если сетевое соединение имеет высокую задержку, оно может иметь меньшую пропускную способность, поскольку передача и получение данных занимают больше времени. Низкая пропускная способность также создает впечатление, что сеть имеет высокую задержку, поскольку для получения больших объемов данных требуется больше времени.
Поскольку они тесно связаны, для достижения высокой производительности сети необходимо отслеживать как задержку, так и пропускную способность.
Пропускная способность и пропускная способность сети
Пропускная способность представляет собой общий объем данных, которые можно передавать по сети. Общая пропускная способность – это теоретический максимальный объем данных, который вы можете передавать по сети. Вы измеряете его в мегабайтах в секунду (МБ/с). Пропускную способность можно рассматривать как теоретическую максимальную пропускную способность вашей сети.
Пропускная способность – это объем данных, который вы можете передать, а пропускная способность сети – это фактический объем данных, который вы передаете в любой момент, исходя из реальных сетевых ограничений. Высокая пропускная способность не гарантирует скорости или хорошей производительности сети, но благодаря более высокой пропускной способности увеличивается пропускная способность сети.
Как уменьшить задержку и улучшить пропускную способность?
Чтобы уменьшить задержку, можно сократить распространение между источником и адресатом. Можно повысить пропускную способность за счет увеличения общей пропускной способности сети.
Далее мы дадим несколько предложений по совместному снижению задержки и улучшению пропускной способности.
Кэширование
Кэширование в сети – это процесс хранения часто используемых данных географически ближе к пользователю. Например, данные можно хранить на прокси-серверах или в сетях доставки контента (CDN).
Ваша сеть может доставлять данные из кэшированного местоположения намного быстрее, чем если бы их нужно было извлекать из исходного источника. Таким образом пользователь получает данные намного быстрее, что снижает задержку. Кроме того, поскольку данные извлекаются из кэша, это снижает нагрузку на исходный источник. Это позволяет ему обрабатывать больше запросов одновременно, повышая пропускную способность.
Транспортные протоколы
Оптимизируя транспортный протокол, используемый для определенных приложений, можно повысить производительность сети.
Например, TCP и UDP являются двумя распространенными сетевыми протоколами. TCP устанавливает соединение и проверяет получение данных без ошибок. Благодаря своей цели снижения потери пакетов TCP имеет большую задержку и более высокую пропускную способность. UDP не проверяет потерю пакетов или ошибки, вместо этого передавая несколько дубликатов пакетов. Таким образом, он обеспечивает минимальную задержку, но более высокую пропускную способность.
В зависимости от используемого приложения лучше выбрать TCP или UDP. Например, TCP полезен для передачи данных, а UDP – для потокового видео и игр.
Качество обслуживания
Для оптимизации производительности сети и управления ею можно использовать стратегию качества обслуживания (QoS). QoS позволяет разделить сетевой трафик на определенные категории. Каждой категории можно присвоить уровень приоритета.
В ваших конфигурациях QoS приоритет отдается приложениям, чувствительным к задержкам. У некоторых приложений и пользователей задержка ниже, чем у других. Конфигурации QoS также позволяют приоритизировать данные по типам, уменьшая потери пакетов и повышая пропускную способность для определенных пользователей
Краткое описание различий пропускной способности и задержки
| Пропускная способность сети |
Задержка |
|
| Что она измеряет? |
Пропускная способность измеряет объем данных, проходящих через сеть за определенный период. Пропускная способность влияет на объем данных, которые вы можете передать за определенный период времени. |
Задержка измеряет время промедления при отправке данных. Более высокая задержка приводит к промедлению в сети. |
| Как измерять? |
Рассчитайте пропускную способность вручную, отправив файл или используя инструменты сетевого тестирования. |
Рассчитайте задержку, используя время пинга. |
| Единица измерения |
Мегабайты в секунду (МБ/с). |
Миллисекунды (мс) |
| Воздействующие факторы |
Пропускная способность, вычислительная мощность сети, потеря пакетов и топология сети. |
Географические расстояния, перегрузка сети, транспортный протокол и сетевая инфраструктура. |
Как AWS может поддержать ваши требования к производительности сети?
Amazon Web Services (AWS) предлагает ряд решений для снижения сетевой пропускной способности и повышения производительности для улучшения пропускной способности сети. В зависимости от ваших требований вы можете реализовать любой из указанных ниже сервисов.
- Amazon CloudFront – это сервис сети доставки контента, созданный для высокой производительности, безопасности и удобства разработчиков. Вы можете использовать его для безопасной доставки контента с низкой задержкой и высокой скоростью передачи.
- AWS Direct Connect – это облачный сервис, который связывает вашу сеть непосредственно с AWS, чтобы обеспечить стабильную работу с низкой задержкой сети. При создании нового подключения вы можете выбрать размещенное подключение, которое предоставляет партнер по доставке сервиса AWS Direct Connect, или выделенное от AWS, – и развернуть его в более чем 100 локациях AWS Direct Connect по всему миру.
- Международный ускоритель AWS – это сетевой сервис, повышающий производительность трафика ваших пользователей на 60 % благодаря глобальной сетевой инфраструктуре AWS. Когда Интернет перегружен, AWS Global Accelerator оптимизирует путь к вашему приложению, чтобы свести к минимуму потери пакетов, джиттер и задержки.
- Локальные зоны AWS – это тип развертывания инфраструктуры, позволяющий размещать вычислительные ресурсы, хранилища, базы данных и отдельные сервисы AWS в местах с большой численностью населения и рядом с крупными промышленными центрами. Вы можете поставлять инновационные приложения, требующие низкой задержки, ближе к конечным пользователям и локальным установкам.
Начните оптимизировать пропускную способность и задержку на AWS, создав аккаунт сегодня.
