co je šířka pásma sítě?
šířka pásma sítě je měření udávající maximální kapacitu kabelového nebo bezdrátového komunikačního spojení pro přenos dat přes síťové připojení v daném čase. Šířka pásma je obvykle reprezentována počtem bitů, kilobitů, megabitů nebo gigabitů, které lze přenášet za 1 sekundu. Synonymum kapacity, šířka pásma popisuje rychlost přenosu dat. Šířka pásma není měřítkem rychlosti sítě – běžná mylná představa.
jak funguje šířka pásma?
čím větší šířku pásma má datové připojení, tím více dat může odesílat a přijímat najednou. V konceptu lze šířku pásma porovnat s objemem vody, která může protékat potrubím. Čím širší je průměr potrubí, tím více vody může protékat najednou. Šířka pásma funguje na stejném principu. Čím vyšší je kapacita komunikačního spojení, tím více dat může protékat za sekundu.
náklady na síťové připojení se zvyšují se zvyšující se šířkou pásma. Odkaz na vyhrazený přístup k internetu (dia) 1 gigabit za sekundu (Gbps) bude tedy dražší než ten, který zvládne propustnost 250 megabitů za sekundu (Mbps).
šířka pásma vs. rychlost
termíny šířka pásma a rychlost se často používají zaměnitelně, ale ne správně. Příčinou zmatku může být částečně reklama poskytovatelů internetových služeb (ISP), která je spojuje s odkazem na vyšší rychlosti, když skutečně znamenají šířku pásma.
rychlost se v podstatě týká rychlosti přenosu dat, zatímco definice šířky pásma je kapacita pro tuto rychlost. Chcete-li znovu použít metaforu vody, rychlost se týká toho, jak rychle může být voda protlačena potrubím; šířka pásma se týká množství vody, kterou lze potrubím pohybovat v nastaveném časovém rámci.
proč je šířka pásma důležitá
šířka pásma není neomezený zdroj. V daném místě nasazení, jako je domov nebo podnikání, je k dispozici pouze tolik kapacity. Někdy je to kvůli fyzickým omezením síťového zařízení,jako je směrovač nebo modem, kabeláž nebo bezdrátové frekvence. Jindy je šířka pásma záměrně omezena správcem sítě nebo nosičem sítě internet nebo wide area network (WAN).
více zařízení používajících stejné připojení musí sdílet šířku pásma. Některá zařízení, například televizory, které streamují video 4K, jsou prasata šířky pásma. Ve srovnání, webinář obvykle používá mnohem menší šířku pásma. Ačkoli rychlost a šířka pásma nejsou zaměnitelné, větší šířka pásma je nezbytná pro udržení tolerovatelných rychlostí na více zařízeních. Abychom to ilustrovali, zde je průměrná šířka pásma spotřebovaná pro různé služby:
jak měřit šířku pásma
zatímco šířka pásma je tradičně vyjádřena v bitech za sekundu (bps), moderní síťové odkazy mají nyní mnohem větší kapacitu, a proto je šířka pásma nyní častěji vyjádřena jako Mbps nebo Gbps.
připojení šířky pásma může být symetrické, což znamená, že kapacita dat je v obou směrech stejná – upload a download – nebo asymetrická, což znamená, že kapacita stahování a nahrávání není stejná. V asymetrických připojeních je kapacita nahrávání obvykle menší než kapacita stahování; to je běžné u širokopásmových připojení k internetu pro spotřebitele. Podnikové odkazy WAN a DIA mají častěji symetrickou šířku pásma.
úvahy pro výpočet šířky pásma
technologické pokroky učinily některé výpočty šířky pásma složitějšími a mohou záviset na typu použitého síťového spojení. Například optické vlákno využívající různé typy světelných vln a multiplexování časového dělení může přenášet více dat prostřednictvím připojení najednou ve srovnání s alternativami měděného Ethernetu, což účinně zvyšuje jeho šířku pásma.
v mobilních datových sítích, jako je Long-Term Evolution nebo LTE a 5G, je šířka pásma definována jako spektrum frekvencí, které mohou operátoři licencovat od Federální komise pro komunikaci a Národní správy telekomunikací a informací pro použití v USA toto spektrum nemůže legálně používat nikdo jiný než firma, která k němu vlastní licenci. Nosič pak může použít bezdrátové technologie k přenosu dat napříč tímto spektrem, aby dosáhl největší šířky pásma, kterou může hardware poskytnout.
spektrum Wi-Fi je naopak považováno za nelicencované. Každý, kdo má přístupový bod Wi-Fi (AP) nebo směrovač Wi-Fi, tak může vytvořit bezdrátovou síť. Upozornění je, že spektrum není zaručeno, že bude k dispozici. Tím pádem, šířka pásma Wi-Fi může trpět, když existují jiné přístupové body Wi-Fi, které se pokoušejí používat některé nebo všechny stejné frekvence.
efektivní šířka pásma-což je nejvyšší spolehlivá přenosová rychlost, kterou může spojení poskytnout na jakékoli dané dopravní technologii-lze měřit pomocí testu šířky pásma. Během testu šířky pásma je kapacita odkazu určena opakovaným měřením času potřebného k tomu, aby určitý soubor opustil své místo původu a úspěšně stáhl na místo určení.
po určení spotřeby šířky pásma v síti je pak nutné zjistit, kde se nacházejí aplikace a data, a vypočítat jejich průměrné potřeby šířky pásma pro každého uživatele a relaci.
Chcete-li pochopit, kolik šířky pásma vyžaduje síťový uplink nebo internetové širokopásmové připojení, postupujte podle těchto čtyř kroků:
- Určete, které aplikace budou používány.
- Určete požadavky na šířku pásma každé aplikace.
- vynásobte požadavky na aplikaci každé aplikace počtem očekávaných současných uživatelů.
- přidejte všechna čísla šířky pásma aplikace dohromady.
pro určení potřeb šířky pásma pro veřejné nebo soukromé cloudy přes internetové nebo WAN odkazy platí stejný výpočet. Rozdíl je však v tom, že dostupná šířka pásma v místní síti nebo bezdrátové síti LAN je obvykle mnohem větší ve srovnání s připojením WAN nebo DIA. Přesné posouzení požadavků na šířku pásma je tedy kritické, stejně jako sledování využití odkazů v průběhu času. Sledování množství šířky pásma používané po celý den, týden, měsíc nebo rok může pomoci síťovým inženýrům určit, zda má spojení WAN / DIA dostatečnou šířku pásma – nebo je-li nutná aktualizace šířky pásma.
pokud v síti není dostatečná šířka pásma, aplikace a služby fungují špatně.
faktory ovlivňující výkon sítě
maximální kapacita síťového připojení je pouze jedním faktorem, který ovlivňuje výkon sítě. Ztráta paketů, latence a chvění mohou snížit propustnost sítě a způsobit, že spojení s vysokou kapacitou bude fungovat jako spojení s menší dostupnou šířkou pásma.
síťová cesta typu end-to-end se obvykle skládá z více připojení, z nichž každé má jinou kapacitu šířky pásma. Výsledkem je, že spojení s NEJNIŽŠÍ šířkou pásma je často popisováno jako úzký profil, protože může omezit celkovou kapacitu všech připojení v cestě.
mnoho podnikových sítí je rozmístěno s více agregovanými odkazy, které fungují jako jediné logické spojení. Pokud například přepínač uplink používá čtyři agregovaná připojení 1 Gbps, má efektivní propustnost 4 Gbps. Pokud by však dva z těchto odkazů selhaly, limit šířky pásma by klesl na 2 Gbps.
šířka pásma na vyžádání
šířka pásma pro internetové nebo WAN odkazy se obvykle prodává za stanovenou cenu za měsíc. Nicméně, šířka pásma na vyžádání – také volal dynamic bandwidth allocation nebo burstable bandwidth – je alternativní model, který umožňuje předplatitelům zvýšit množství dostupné šířky pásma v určitých časech nebo pro konkrétní účely. Šířka pásma na vyžádání je technika, která může poskytnout dodatečnou kapacitu na komunikačním spojení, aby vyhovovala výbuchům v datovém provozu, které dočasně vyžadují větší šířku pásma.
spíše než overprovisioning sítě s drahými vyhrazenými odkazy po celý rok, šířka pásma na vyžádání je často používán v wan ke zvýšení kapacity podle potřeby pro zvláštní událost nebo denní dobu, kdy se očekává, že provoz prudce. Například online prodejce květin může potřebovat pouze zvýšit svou kapacitu v týdnech před dnem matek. Šířka pásma na vyžádání umožňuje podnikům platit pouze za dodatečnou šířku pásma, kterou spotřebovávají po kratší dobu.
šířka pásma na vyžádání je k dispozici prostřednictvím mnoha poskytovatelů internetových a WAN služeb. V závislosti na síťovém spojení, které má Zákazník v současné době v provozu, může být poskytovatel schopen poskytnout další kapacitu na vyžádání pomocí stávajícího připojení. Například spojení 100 Mb / s může prasknout až na 1 Gb, protože připojení poskytovatele služeb má dostupnou kapacitu. Pokud zákazník potřeboval více, než je absolutní maximální šířka pásma dostupná na tomto odkazu, bylo by vyžadováno další fyzické připojení.
poskytovatel služeb občas umožní zákazníkům prasknout nad jejich upsaný limit šířky pásma bez účtování dalších poplatků. Pokud by však zákazníci měli pravidelně udržovat více než 100 Mbps pomocí funkce burst, poskytovatel služeb je obvykle účtuje pomocí výpočtů 95. percentilu.
SD-WAN usnadňuje procesy plánování kapacity vyhrazené šířky pásma
softwarově definovaná technologie WAN (SD-WAN) může zákazníkům poskytnout další kapacitu vyvážením provozu přes více připojení WAN a DIA spíše než jediným připojením. Nasazení SD-WAN často používají Multiprotokol Label Switching, nebo MPLS, připojení nebo jiné typy vyhrazených dopravních spojení v kombinaci s levnějším širokopásmovým internetem nebo celulárním připojením.
jak optimalizujete a monitorujete využití šířky pásma?
síťoví inženýři mají k dispozici několik možností, když se síťové spojení stane přetíženým. Nejčastější volbou je zvýšení šířky pásma. Toho lze dosáhnout upgradem schopností fyzické propustnosti spojení nebo agregací portů a vyrovnáváním zatížení, aby se logicky rozdělil provoz na více odkazů. Někdy však tyto techniky nejsou možné.
poskytovatelé internetových služeb nebo správci sítě mohou také úmyslně upravit rychlost-nahoru nebo dolů – dat cestujících po síti, což je opatření známé jako omezení šířky pásma. Existují různé důvody pro omezení šířky pásma, včetně omezení přetížení sítě, zejména v sítích veřejného přístupu. Poskytovatelé internetových služeb mohou používat škrcení ke snížení využití šířky pásma konkrétním uživatelem nebo třídou uživatelů. Například s odstupňovanými cenami může poskytovatel služeb nabídnout nabídku šířky pásma pro nahrávání a stahování. Poskytovatelé internetových služeb mohou také škrtit šířku pásma, aby vyrovnali využití u všech uživatelů v síti.
používání omezení šířky pásma na internetu bylo kritizováno zastánci neutrality sítě, kteří tvrdí, že tato praxe může být zneužita z politických nebo ekonomických důvodů a že nespravedlivě cílí na segmenty populace.
test rychlosti lze spustit, aby se zjistilo, zda ISP omezuje šířku pásma. Testy rychlosti měří rychlost mezi zařízením a testovacím serverem pomocí internetového připojení zařízení. Poskytovatelé internetových služeb nabízejí rychlostní testy na svých vlastních webových stránkách a nezávislé testy jsou k dispozici také u služeb, jako je Speedtest. Protože výsledky testu rychlosti může ovlivnit mnoho faktorů, Obecně se doporučuje provádět více testů v různých denních dobách a zapojit různé servery dostupné prostřednictvím webu testu rychlosti. Doporučuje se také provést test rychlosti přes kabelové připojení.
omezení přenosu dat záměrně omezuje množství dat odeslaných nebo přijatých přes síť, zejména za účelem zabránění spamu nebo hromadného přenosu e-mailů prostřednictvím serveru. To může být považováno za jinou formu škrtící šířky pásma. Pokud je implementován v dostatečně velkém měřítku, může škrcení přenosu dat řídit šíření počítačových virů, červů nebo jiného malwaru prostřednictvím internetu.
k dispozici jsou nástroje pro monitorování šířky pásma sítě, které pomáhají identifikovat problémy s výkonem, jako je vadný směrovač nebo počítač infikovaný malwarem, který se účastní distribuovaného útoku odmítnutí služby. Jak již bylo uvedeno výše, sledování šířky pásma může také pomoci správcům sítě lépe plánovat budoucí růst sítě-vidět, kde je šířka pásma sítě nejvíce potřebná. Monitorovací nástroje mohou také pomoci správcům zjistit, zda jejich ISP plní smlouvu na úrovni služeb ve své smlouvě.
zjistěte, jaké organizace pro plánování kapacity sítě nyní zavádějí, protože pandemické obavy začínají ustupovat a do kanceláře se vrací více zaměstnanců.