Qual è la larghezza di banda della rete?

La larghezza di banda di rete è una misurazione che indica la capacità massima di un collegamento di comunicazione cablato o wireless di trasmettere dati su una connessione di rete in un determinato periodo di tempo. In genere, la larghezza di banda è rappresentata dal numero di bit, kilobit, megabit o gigabit che possono essere trasmessi in 1 secondo. Sinonimo di capacità, la larghezza di banda descrive la velocità di trasferimento dei dati. La larghezza di banda non è una misura della velocità della rete a un malinteso comune.

Come funziona la larghezza di banda?

Maggiore è la larghezza di banda di una connessione dati, maggiori sono i dati che può inviare e ricevere contemporaneamente. Nel concetto, la larghezza di banda può essere paragonata al volume di acqua che può fluire attraverso un tubo. Più ampio è il diametro del tubo, più acqua può fluire attraverso di esso in una sola volta. La larghezza di banda funziona sullo stesso principio. Maggiore è la capacità del collegamento di comunicazione, più dati possono fluire attraverso di esso al secondo.

Il costo di una connessione di rete aumenta all’aumentare della larghezza di banda. Pertanto, un collegamento DIA (Dedicated Internet Access) da 1 gigabit al secondo (Gbps) sarà più costoso di uno in grado di gestire 250 megabit al secondo (Mbps) di throughput.

Larghezza di banda vs. velocità

I termini larghezza di banda e velocità sono spesso usati in modo intercambiabile ma non correttamente. La causa della confusione potrebbe essere dovuta, in parte, agli annunci pubblicitari dei fornitori di servizi Internet (ISP) che confondono i due facendo riferimento a velocità maggiori quando significano veramente larghezza di banda.

Essenzialmente, la velocità si riferisce alla velocità con cui i dati possono essere trasmessi, mentre la definizione di larghezza di banda è la capacità per quella velocità. Per usare nuovamente la metafora dell’acqua, la velocità si riferisce alla velocità con cui l’acqua può essere spinta attraverso un tubo; la larghezza di banda si riferisce alla quantità di acqua che può essere spostata attraverso il tubo in un intervallo di tempo impostato.

Perché la larghezza di banda è importante

La larghezza di banda non è una risorsa illimitata. In una determinata posizione di distribuzione, ad esempio una casa o un’azienda, c’è solo tanta capacità disponibile. A volte, ciò è dovuto a limitazioni fisiche del dispositivo di rete, come il router o il modem, il cablaggio o le frequenze wireless utilizzate. Altre volte, la larghezza di banda è intenzionalmente limitata da un amministratore di rete o da un operatore Internet o WAN (Wide Area Network).

Più dispositivi che utilizzano la stessa connessione devono condividere la larghezza di banda. Alcuni dispositivi, come i televisori che trasmettono video 4K, sono maiali di larghezza di banda. In confronto, un webinar in genere utilizza molta meno larghezza di banda. Sebbene velocità e larghezza di banda non siano intercambiabili, una maggiore larghezza di banda è essenziale per mantenere velocità tollerabili su più dispositivi. Per aiutare a illustrare questo, ecco la larghezza di banda media consumata per vari servizi:

Un elenco dei servizi e dei loro requisiti di larghezza di banda
La larghezza di banda media velocità di trasferimento dei dati necessari dai servizi

Come misurare la larghezza di banda

Mentre la larghezza di banda è tradizionalmente espressa in bit al secondo (bps), moderni collegamenti di rete ora sono di gran lunga maggiore capacità, che è il motivo per cui la larghezza di banda è ora più spesso espressa in Mbps o Gbps.

Le connessioni di larghezza di banda possono essere simmetriche, il che significa che la capacità dei dati è la stessa in entrambe le direzioni-upload e download – o asimmetrica, il che significa che la capacità di download e upload non è uguale. Nelle connessioni asimmetriche, la capacità di upload è in genere inferiore alla capacità di download; questo è comune nelle connessioni Internet a banda larga di livello consumer. I collegamenti WAN e DIA di livello enterprise hanno più comunemente larghezza di banda simmetrica.

Considerazioni per il calcolo della larghezza di banda

I progressi tecnologici hanno reso alcuni calcoli della larghezza di banda più complessi e possono dipendere dal tipo di collegamento di rete utilizzato. Ad esempio, la fibra ottica utilizzando diversi tipi di onde luminose e time-division multiplexing può trasmettere più dati attraverso una connessione in una sola volta rispetto alle alternative Ethernet in rame, che aumenta efficacemente la sua larghezza di banda.

In reti di dati mobili, come l’Evoluzione a Lungo Termine, o LTE, e 5G, la larghezza di banda è definita come lo spettro di frequenze che gli operatori possono licenza dalla Commissione Federale delle Comunicazioni e la National Telecommunications and Information Administration per l’uso negli stati UNITI Questo spettro non può essere legalmente utilizzato da chiunque non sia il commercio che possiede la licenza per farlo. Il vettore può quindi utilizzare tecnologie wireless per il trasporto di dati attraverso tale spettro per ottenere la massima larghezza di banda che l’hardware può fornire.

Lo spettro Wi-Fi, d’altra parte, è considerato senza licenza. Pertanto, chiunque abbia un punto di accesso Wi-Fi (AP) o un router Wi-Fi può creare una rete wireless. L’avvertenza è che lo spettro non è garantito per essere disponibile. Pertanto, la larghezza di banda Wi-Fi può soffrire quando ci sono altri AP Wi-Fi che tentano di utilizzare alcune o tutte le stesse frequenze.

La larghezza di banda effettiva-che è la più alta velocità di trasmissione affidabile che un collegamento può fornire su una determinata tecnologia di trasporto-può essere misurata utilizzando un test di larghezza di banda. Durante un test della larghezza di banda, la capacità del collegamento viene determinata misurando ripetutamente il tempo necessario affinché un file specifico lasci il suo punto di origine e lo scarichi correttamente a destinazione.

Dopo aver determinato il consumo di larghezza di banda attraverso la rete, è quindi necessario vedere dove risiedono applicazioni e dati e calcolare il loro fabbisogno medio di larghezza di banda per ogni utente e sessione.

Per capire quanta larghezza di banda richiede un uplink di rete o Internet a banda larga, seguire questi quattro passaggi:

  1. Determinare quali applicazioni saranno in uso.
  2. Determinare i requisiti di larghezza di banda di ogni applicazione.
  3. Moltiplicare i requisiti applicativi di ciascuna applicazione per il numero di utenti simultanei previsti.
  4. Aggiungere tutti i numeri di larghezza di banda dell’applicazione insieme.
Requisiti di larghezza di banda grafico

Per determinare le esigenze di larghezza di banda per i cloud pubblici o privati attraverso i collegamenti Internet o WAN, si applica lo stesso calcolo. La differenza, tuttavia, è che la larghezza di banda disponibile su una rete locale o LAN wireless è in genere molto maggiore rispetto alle connessioni WAN o DIA. Pertanto, la valutazione accurata dei requisiti di larghezza di banda è fondamentale, così come il monitoraggio dell’utilizzo dei collegamenti nel tempo. Il monitoraggio della quantità di larghezza di banda utilizzata durante il giorno, la settimana, il mese o l’anno può aiutare i tecnici di rete a determinare se un collegamento WAN/DIA ha larghezza di banda sufficiente o se è necessario un aggiornamento della larghezza di banda.

Quando la larghezza di banda su una rete è insufficiente, le applicazioni e i servizi funzionano male.

Fattori che influenzano le prestazioni della rete

La capacità massima di una connessione di rete è solo uno dei fattori che influiscono sulle prestazioni della rete. La perdita di pacchetti, la latenza e il jitter possono degradare il throughput di rete e rendere un collegamento ad alta capacità performante come uno con meno larghezza di banda disponibile.

Un percorso di rete end-to-end di solito è costituito da più connessioni, ciascuna con capacità di larghezza di banda diversa. Di conseguenza, il collegamento con la larghezza di banda più bassa viene spesso descritto come il collo di bottiglia perché può limitare la capacità complessiva di tutte le connessioni nel percorso.

Molte reti di livello enterprise sono distribuite con più collegamenti aggregati che agiscono come una singola connessione logica. Se, ad esempio, un uplink switch utilizza quattro connessioni aggregate da 1 Gbps, ha una capacità effettiva di throughput di 4 Gbps. Tuttavia, se due di questi collegamenti dovessero fallire, il limite di larghezza di banda scenderebbe a 2 Gbps.

Larghezza di banda su richiesta

La larghezza di banda per collegamenti Internet o WAN viene in genere venduta a un prezzo fisso al mese. Tuttavia, bandwidth on demand-chiamato anche dynamic bandwidth allocation o burstable bandwidth-è un modello alternativo che consente agli abbonati di aumentare la quantità di larghezza di banda disponibile in momenti specifici o per scopi specifici. Larghezza di banda su richiesta è una tecnica in grado di fornire capacità aggiuntiva su un collegamento di comunicazione per ospitare raffiche di traffico dati che richiedono temporaneamente più larghezza di banda.

Invece di sovraccaricare la rete con costosi collegamenti dedicati tutto l’anno, la larghezza di banda on demand viene spesso utilizzata nelle WAN per aumentare la capacità in base alle esigenze di un evento speciale o di un’ora del giorno in cui il traffico dovrebbe aumentare. Un rivenditore di fiori online, ad esempio, potrebbe aver solo bisogno di aumentare la sua capacità nelle settimane precedenti alla festa della mamma. Bandwidth on demand consente alle aziende di pagare solo la larghezza di banda aggiuntiva che consumano in un periodo di tempo più breve.

La larghezza di banda su richiesta è disponibile attraverso molti fornitori di servizi Internet e WAN. A seconda del collegamento di rete che un cliente ha attualmente in uso, un provider potrebbe essere in grado di fornire capacità aggiuntiva su richiesta utilizzando la connessione esistente. Ad esempio, un collegamento a 100 Mbps potrebbe essere in grado di scoppiare fino a 1 Gb perché la connessione del fornitore di servizi ha capacità disponibile. Se un cliente aveva bisogno di più della larghezza di banda massima assoluta disponibile su quel collegamento, sarebbe necessaria un’altra connessione fisica.

Occasionalmente, un fornitore di servizi consentirà ai clienti di superare il limite di larghezza di banda sottoscritto senza addebitare costi aggiuntivi. Tuttavia, se i clienti dovessero sostenere regolarmente più di 100 Mbps utilizzando la funzione burst, vengono comunemente fatturati dal fornitore di servizi utilizzando calcoli al 95 ° percentile.

SD-WAN facilita i processi di pianificazione della capacità di banda dedicati

La tecnologia Software-Defined WAN (SD-WAN) può fornire ai clienti capacità extra bilanciando il traffico su più connessioni WAN e DIA piuttosto che su una singola connessione. Le distribuzioni SD-WAN utilizzano spesso una commutazione di etichette multiprotocollo, o MPLS, una connessione o altri tipi di collegamenti di trasporto dedicati in combinazione con una connessione Internet a banda larga o cellulare a basso costo.

Come ottimizzare e monitorare l’utilizzo della larghezza di banda?

Gli ingegneri di rete hanno diverse opzioni disponibili quando un collegamento di rete diventa congestionato. La scelta più frequente è aumentare la larghezza di banda. Ciò può essere ottenuto aggiornando le capacità di throughput fisico del collegamento o tramite l’aggregazione delle porte e il bilanciamento del carico per suddividere logicamente il traffico su più collegamenti. Tuttavia, a volte queste tecniche non sono possibili.

Gli ISP o gli amministratori di rete possono anche modificare intenzionalmente la velocità-su o giù-dei dati che viaggiano sulla rete, una misura nota come limitazione della larghezza di banda. Esistono diversi motivi per limitare la larghezza di banda, tra cui la limitazione della congestione della rete, in particolare sulle reti di accesso pubblico. Gli ISP possono utilizzare la limitazione per ridurre l’uso della larghezza di banda da parte di un particolare utente o classe di utenti. Ad esempio, con prezzi a più livelli, un fornitore di servizi può offrire un menu di larghezza di banda di upload e download. Gli ISP possono anche limitare la larghezza di banda per uniformare l’utilizzo tra tutti gli utenti della rete.

L’uso della limitazione della larghezza di banda su Internet è stato criticato dai sostenitori della neutralità della rete, che affermano che la pratica può essere abusata per ragioni politiche o economiche e che si rivolge ingiustamente a segmenti della popolazione.

È possibile eseguire un test di velocità per verificare se un ISP sta limitando la larghezza di banda. I test di velocità misurano la velocità tra un dispositivo e un server di test utilizzando la connessione Internet di un dispositivo. Gli ISP offrono test di velocità sui propri siti Web e test indipendenti sono disponibili anche da servizi come Speedtest. Poiché molti fattori possono influenzare i risultati di un test di velocità, in genere si consiglia di eseguire più test in diversi momenti della giornata e coinvolgere diversi server disponibili attraverso il sito di test di velocità. Si consiglia inoltre di eseguire un test di velocità su una connessione cablata.

la limitazione del trasferimento dei dati limita intenzionalmente la quantità di dati inviati o ricevuti su una rete, in particolare allo scopo di prevenire lo spam o la trasmissione di posta elettronica in blocco attraverso un server. Può essere considerato un’altra forma di limitazione della larghezza di banda. Se è implementato su una scala abbastanza grande, la limitazione del trasferimento dei dati può controllare la diffusione di virus informatici, worm o altri malware attraverso Internet.

Strumenti di monitoraggio della larghezza di banda di rete sono disponibili per aiutare a identificare i problemi di prestazioni, come un router difettoso o un computer infetto da malware che sta partecipando a un attacco distributed denial-of-service. Come notato in precedenza, il monitoraggio della larghezza di banda può anche aiutare gli amministratori di rete a pianificare meglio la crescita futura della rete, vedendo dove è più necessaria la larghezza di banda della rete. Gli strumenti di monitoraggio possono anche aiutare gli amministratori a vedere se il loro ISP sta soddisfacendo l’accordo sul livello di servizio nel loro contratto.

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