多少带宽才够用(一):简介与吞吐量问题

日期: 2009-02-08 作者:Alexander B. Cannara翻译:曾少宁 来源:TechTarget中国 英文

“带宽”对于网络管理人员、建筑师和技术人员来说是毫无意义的一个术语,相反,他们使用“数据传输率”、“连接性能”或者甚至“网速”来简单地代替这个术语,这就说明了一个问题,我们对网络有点无知,至少对在OSI模式的7个层次中的第1层是比较无知的。许多人可能使用“带宽”来表示比特每秒,但是这样做就反映了对信号理论和基本物理通信的无知。下面所回顾的术语显示了即使是它们的物理特性也是不一样的。 带宽:以赫兹(Hz)作为测量单位——一个信号或一个传输信号的频道的频谱宽(以往表示为:周期每秒)。

数据传输率:以比特每秒为测量单位(或者可能是兆每两周)。 “带宽”往往被草率地应用于错误的上下文中,或者被用于一些……

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“带宽”对于网络管理人员、建筑师和技术人员来说是毫无意义的一个术语,相反,他们使用“数据传输率”、“连接性能”或者甚至“网速”来简单地代替这个术语,这就说明了一个问题,我们对网络有点无知,至少对在OSI模式的7个层次中的第1层是比较无知的。许多人可能使用“带宽”来表示比特每秒,但是这样做就反映了对信号理论和基本物理通信的无知。下面所回顾的术语显示了即使是它们的物理特性也是不一样的。

带宽:以赫兹(Hz)作为测量单位——一个信号或一个传输信号的频道的频谱宽(以往表示为:周期每秒)。

数据传输率:以比特每秒为测量单位(或者可能是兆每两周)。

“带宽”往往被草率地应用于错误的上下文中,或者被用于一些看起来挺怪异的场景中。这是相当糟糕的,因为网络新手们很容易被误导而非受到正确教育。这里有一个适当的解释。在Claude Shannon工作中:“带宽”就如同农田。对这块农田的开垦方式将收获一个特定的数据传输率。

许多前辈,如Dennis Hayes,花费了大量的精力,致力于通过调制解调器实现Shannon的假定的权限(香农极限)来将未经处理的带宽转换为位/秒。他们使用了灵活、明智的信号符号(FSK、SQPSK…)选择——这样就能从任意指定的频道带宽中获取非常好的数据传输率。

一些欧洲国家已经定义的编码与香农极限(Shannon Limit)非常接近。但是,并没有任何情况显示带宽与数据传输率是一样的。相反,它是通过一个精心挑选的传输符号来要求智能开发的机会——甚至Napoleon网络的设计者早在200年前就知道了这个方法:他建立一个跨越欧洲的光纤网络以实现在15分钟之内能将国王命令发回巴黎的通信时,这是使用一个20位符号的代码实现的。瑞典人也在200年前拥有了他们自己的521位符号光纤网络。而当计划与Voyagers通话时,NASA肯定是知道这个的。

那么在网络节点Y和Z之间到底需要多少“X”每秒的速度呢?这要依据具体情况而定的。

网络管理人员、工程师或技术人员最为关注的可能是他们从老板、主管部门、商业伙伴以及最后从用户那听到的投诉。每个网络管理人员都知道“一对一的抱怨”的呼叫:“速度太慢了!我无法连接到服务器ABC!系统Q把我踢掉了!打印机也很慢!今天的网络真是慢!”

哪些问题与网络建筑师、管理人员或技术人员能够改正的参数有关呢?这些都是跟实际情况相关的,能让系统和用户完成工作的是吞吐量,也就是按顺序从发送者到接收者发送的良好的数据位/字节的完整数量。

多少吞吐量才够呢?

那么,我们真正关心的问题是:多少吞吐量才够的呢?在OSI模式的每一层,吞吐量问题都是应用设计师必须指定、架构师必须设置、管理人员必须维护,以及技术人员必须测量和修复的。事实上这也是系统和用户每时每刻都在经历的事情。

延迟和连接是两个关键的可测量网络属性,它们对吞吐量的影响正是服务的系统或用户所体验的。延迟表示请求的响应所耗费的时间长度,而连接则可以简单地认为是一个节点到另一个的可见性。这些都直接地影响着网络的“性能”,而且现实情况是,物理性网络并非总是造成网络性能低下的根源。问题根源可能是一个不正确建造的数据库或一个配置不当的服务器、应用、路由器或防火墙。甚至还可能是节点、客户端或服务器中的配置不当的数据传输协议。这里只是概括了网络故障修复的难题,而这些问题在目前复杂的互联系统和应用中变得更加严重。

如果网络架构得当,那么技术人员对诸如链接数据传输速率、服务器处理器或内存、数据库分区等参数的调整是可以改善性能的。而其中的大多数都应该由用户主动地使用良好的网络/系统管理工具运行网络来实现。

翻译

曾少宁
曾少宁

TechTarget中国特约技术编辑,某高校计算机科学专业教师和网络实验室负责人,曾任职某网络国际厂商,关注数据中心、开发运维、数据库及软件开发技术。有多本关于思科数据中心和虚拟化技术的译著,如《思科绿色数据中心建设与管理》和《基于IP的能源管理》等。

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