A2. Paràmetres de mesura

torna M7 - Planificació i administració de xarxes

Transmissió de la informació

Tipus de transmissió

La transmissió de dades a les comunicacions de xarxa es pot classificar de diverses maneres, tot seguit s'indiquen algunes

Segons la naturalesa de la senyal:

• Analògica: Senyal sinusoidal continua, ràdio, WiFi
• Digital: senyal polsos, discontinua, Ethernet

Segons el sentit de la transmissió:

• Símplex: En un sentit, TV
• Half-Dúplex: En ambdós sentits però no alhora, Walky-Talky
• Full-Dúplex: (Simultàniament en ambdós sentits, telèfon)

Segons el nombre de senyals simultànies:

• Sèrie: Només una senyal a cada moment, USB
• Paral·lel: Vàries senyals a la vegada, Música, més difícil de gestionar la sincronització de les senyals concurrents, sobretot a llargues distàncies

Segons el tipus de mitjà físic:

• Guiades: Les dades senyalitzades són conduïdes dins el mitjà, cable de coure o fibra òptica
• No guiades: El mitjà només serveix de suport però no condueix les dades senyalitzades, l'aire o el buit, Wi-Fi, telefonia

Temps. Retard. Latència

Qualsevol comunicació en una xarxa triga un cert temps des de que l'emissor comença a transferir les dades fins que li arriben al receptor

En una transferència de dades entre un emissor i un receptor en una xarxa es poden diferenciar 3 tipus diferents de retards:

• Retard de transmissió: El temps que triga la interfície de xarxa a senyalitzar les dades al mitjà. Depèn de la velocitat de transferència de la interfície i de la quantitat de dades

Temps (Trans.) = Dades (bits) / velocitat interfície (bps)

• Retard de propagació: El temps que triguen les dades a propagar-se pel mitjà. Depèn de la velocitat de la senyal al mitjà (60% ~ 70% de la velocitat de la llum: 2·10^8 m/s) i de la longitud del mitjà. Aquest temps només és significatiu per a enllaços molt llargs, a les comunicacions a les xarxes locals és menyspreable en molts casos

Temps (Prop.) = Distància / Velocitat de propagació

• Retard de processament: El temps que cada dispositiu necessita per processar les dades

La latència a una comunicació de xarxa és la suma dels diferents retards fins arribar al seu destí o també el temps que triguen les dades a transferir-se fins al destí. Un dels objectius clau és minimitzar aquesta latència.

Cada dispositiu de xarxa que s'afegeix entre emissor i receptor d'una comunicació incrementa la latència (afegeix un retard).

Medició

Velocitat

Per a transmissions digitals la velocitat és defineix com la quantitat d’informació que pot flueix a través d’una connexió en un període de temps determinat. Es mesura en bits per segon (bps) o múltiples

La velocitat de transferència ve determinada per les interfícies de xarxa, també anomenada ample de banda de la interfície, i correspon a la capacitat d'aquesta interfície per senyalitzar les dades (bits) al mitjà físic i alhora també la capacitat de rebre-les

Important: Les interfícies de xarxa sempre transmeten les dades exactament a la velocitat indicada, ni més ni menys. Si intentem mesurar el rendiment d'una xarxa normalment obtindrem valors inferiors de velocitat que no signifiquen que la interfície de xarxa funciona malament, sinó que són deguts a altres factors com per exemple els retards que afegeixen el mateixos dispositius per processar les dades, la saturació de la pròpia xarxa, etc...

El factor de les unitats de mesura de la velocitat és en base 10 (10^3 = 1.000): Kilobit (Kb 10^3=1.000), Megabit (Mb 10^6=1.000.000), Gigabit (Gb 10^9), Terabit (Tb 10^12) ...

En canvi en el context de l'emmagatzematge de dades, les unitats són els bytes (1 Byte = 8 bits) i els factors de conversió són en base 2 (2^10 = 1.024). Per diferenciar entre aquests dos factors, per a les unitats en base 2 es poden fer servir uns nous prefixos Kibibyte (KiB 2^10=1.024), Mebibyte (MiB 2^20=1.024x1024), Gibibyte (GiB 2^30), Tebibyte (TiB 2^40) ...

Aspectes a destacar:

• És finita
• No és gratuïta
• La demanda augmenta ràpidament

Alguns factors que poden influir en la velocitat són:

• El nombre d’usuaris.
• Els dispositius de xarxa. (Per exemple targetes de xarxa ràpides en una instal·lació amb cablejat que no les suporta o al revés, usar concentradors enlloc de commutadors).
• El tipus de dades que es transfereixin. (Per exemple una xarxa on s’intercanviïn documents de vídeo anirà més carregada que una altra igual on els usuaris només transfereixin textos).

Analogia 1. Sistema de canonades d’aigua.

Podem dir que la capacitat de transferència és similar a l’amplada d’una canonada. A més amplada més aigua pot transportar.

Exemple. Aleshores la els següents elements de xarxa els podríem associar així

• Informació -> Aigua
• Host -> Les cases dels usuaris
• Repetidor -> Una vàlvula
• Un Hub -> Una canonada que es divideix en vàries que van a una casa
• Un switch -> Idem però amb claus de pas

Analogia 2. Autopistes i carreteres.

També podríem dir que la capacitat de transferència és similar a una carretera. A més carrils més cotxes hi poden circular.

Exemple. Aleshores la els següents elements de xarxa els podríem associar així

• Informació -> Cotxes
• Host -> Els destins dels conductors
• Internet -> Autopistes (Més capacitat i velocitat)
• LAN -> Els carrers de cada poble o ciutat
• Protocols -> Normes de circulació

La unitat bàsica de la velocitat de transferència és el bit per segon (bps).

Unitat	Equivalència	Exemples
bits per segon (bps)
Kilobits per segon (Kbps)	1 kbps = 103 = 1.000 bps	Mòdem 56kbps
Megabits per segon (Mbps)	1 Mbps = 106 = Mega (Milió) bps	ADSL 4Mbps, Ethernet i FastEthernet (10/100 Mbps), Accés a Internet per satèl·lit (< 300 Mbps)
Gigabits per segon (Gbps)	1 Gbps = 109 = mil Giga (1000 milions) bps	Gigabit Ethernet (1000Mbps = 1Gbps) WiFi (~2 Gbps per fluxe) WiMax (~ 1 Gbps) Accés a Internet per Fibra (600 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps)
Terabits per segon (Tbps)	1 Tbps = 1012 = Tera (Milió milions, bilió) bps	100/200/400 Gbps Ethernet (400 Gbps = 0,4 Tbps)

Càlcul de temps de transferència

Per exemple, per calcular el temps que es trigaria a transferir la informació d’un arxiu de 2 MB en una xarxa Ethernet de 100 Mbps

2 MB = 2 MB x (1024 x 1024 B / 1 MB) x (8 b / 1 B) = 16.777.216 bits

T_trans = 16.777.216 b / (100 x 1.000.000 bps) = 12.079.595 b / 100.000.000 bps = 0,168 s