Требования к полосе пропускания варьируются для разных сетей. Понимание того, как правильно рассчитать полосу пропускания, имеет важное значение для построения и обслуживания сети.

Полоса пропускания является одним из наиболее важных факторов при проектировании и обслуживании LAN, WAN или беспроводной сети, где требуются многие функции. В отличие от сервера, который можно настраивать и переконфигурировать на протяжении всего срока службы, полоса пропускания сети — это элемент дизайна сети, который обычно выбирается с самого начала, и в дальнейшем его можно модифицировать только перестройкой сети.

Что такое полоса пропускания сети?

Термин «полоса пропускания» (bandwidth) определяет скорость передачи данных, внутри сети. Это объём данных, которые могут быть переданы между двумя точками за заданный период времени. Данные, поступающие в сеть, называются входящим трафиком (ingress), а данные, покидающие сеть, называются исходящим трафиком (egress). Полоса пропускания обычно выражается в битах в секунду или, иногда, в байтах в секунду.

Важно понимать разницу между теоретической пропускной способностью (throughput) сети и реальными результатами при вычислении полосы пропускания сети. Например, сеть 1000BASE-T с неэкранированной витой парой — сеть Gigabit Ethernet (GbE) теоретически может поддерживать 1000 Мбит/с, но этот уровень никогда не может быть достигнут на практике из-за накладных расходов на аппаратное и системное программное обеспечение.

Полоса пропускания и пропускная способность

Полосу пропускания (bandwidth) не следует путать с пропускной способностью (throughput), которая относится к скорости. Хотя сети с высокой пропускной способностью часто бывают быстрыми, это не всегда так.

Полосу пропускания можно уподобить автостраде. Сеть с широкой полосой пропускания похожа на многорядное шоссе, которое в любой момент может вместить сотни автомобилей.

Сеть с низкой полосой пропускания похожа на однополосную дорогу, по которой машины едут одна за другой.

Хотя по широкому шоссе, скорее всего, автомобили будут двигаться быстрее, движение в час пик может легко привести к остановке легковых и грузовых автомобилей. Или, возможно, автомобили не могут быстро выехать на шоссе, потому что оно забито большими грузовиками для доставки, которые занимают много места на дороге. Точно так же даже сеть с высокой пропускной способностью может работать медленно перед лицом таких проблем, как перегрузка и приложения, требующие широкой полосы пропускания.

Что произойдёт, если неправильно рассчитать требования к полосе пропускания? При этом, будет почти гарантировано сеть будет работать медленно. Тем не менее, значительное слишком широкая полоса пропускания может оказаться непозволительно дорогостоящим для большинства предприятий.

Как рассчитать полосу пропускания

Итак, как определить правильную формулу, которая будет соответствовать вашим требованиям к полосе пропускания? Сначала нужно получить ответ на вопросы: какие приложения запускают пользователи и каково соглашение об уровне обслуживания (SLA) и производительности для этих приложений? Некоторых сетевых администраторов интересует только количество пользователей в виртуальной локальной сети. Но чтобы определить фактическое использование полосы пропускания, вам нужно знать, что пользователи будут делать в сети.

Возможно, что 200 пользователей вызовут меньше проблем, чем группа из трех пользователей, которые перегружают сеть необычным «жручим» клиент-серверным приложением, например, видеоконференцсвязью с высоким разрешением изображения.

Вывод формулы

Выводим формулу для расчёта полосы пропускания

Расчёт требований полосы пропускания состоит из двух основных этапов:

• Определение доступной полосы пропускания сети.
• Определите средний коэффициент использования (utilization), необходимый для каждого приложения.

Обе эти цифры должны быть выражены в байтах в секунду. Рассмотрим следующую формулу: Сеть 1 GbE имеет доступную пропускную способность 125 миллионов Байт/с. Это вычисляется, если количество битов в секунду — в сети 1 GbE это будет 1 миллиард — разделить на восемь, чтобы определить байты:

1000000000 бит/с / 8 = 125000000 Байт/с

После определения полосы пропускания сети нужно оценить, какую часть полосы пропускания использует каждое приложение. Можно использовать сетевой анализатор, чтобы определить количество байтов, которые приложение по отправляет по сети в секунду.

Для этого:

• В анализаторе сети включите опцию накопленных байтов.
• Используйте захват трафика между тестовой рабочей станцией, на которой запущено приложение.
• В итоговом окне декодирования будет показано количество пакетов в начале передачи файла.
• Следите за отметкой времени до одной секунды позже, а затем посмотрите на поле накопленных байтов.

Как интерпретировать результаты расчётов

Если вы определили, что ваше приложение передаёт данные со скоростью 200 000 байт/с, тогда нужно вычислить: 125 000 000 байт/с / 200 000 байт/с = 625 пользователей, которые могут одновременно использовать это приложение. В этом случае сеть будет в порядке даже с несколькими сотнями одновременных пользователей.

Однако посмотрим, что произошло бы в случае с сетью со скоростью 100 Мбит/с: 13 102 000 байт/с / 200 000 байт/с = 65,51 одновременных пользователей. Это будет сеть, которая не сможет поддерживать более 65 пользователей, одновременно запускающих приложение. Знание формулы для расчёта пропускной способности чрезвычайно важно для сетевых администраторов.