Чинники впливають швидкість передачі даних під час використання технології ADSL

При використанні технології ADSLшвидкість передачі даних завжди менша за швидкість з'єднання як мінімум на 13-15%. Це технологічне обмеження, Про який ми далі розповімо докладніше. Воно не залежить ні від провайдера, ні від модему, що використовується.
В ідеальних умовах за швидкості з'єднання 12 Мбіт/с можна розраховувати на максимальну реальну швидкість ~ 10 Мбіт/с.

Насправді, окрім технологічного обмеження, є ще ціла низка факторів, що знижують швидкість передачі. Про ці фактори ми розповімо далі.

Технологія ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) - асиметрична технологія передачі даних, в якій доступна смуга пропускання каналу розподілена між вихідним ( Upload) та вхідним ( Download) Трафіком асиметрично. Таким чином, при підключенні ADSL-модему використовується швидкість від абонента ( Upload) та швидкість до абонента ( Download).
В ADSL-мережах передачі даних швидкість підключення вимірюється в Мегабітах за секунду (Мбіт/с) або в Кілобітах за секунду (Кбіт/с) .
Наприклад : цифри 768/10240 говорять про те, що максимальна вихідна швидкість підключення від абонента становитиме 768 Кбіт/с (швидкість, з якою дані надходитимуть від вашого локального комп'ютера на віддалений сервер), а максимальна вхідна швидкість підключення до абонента складе 10240 Кбіт/с (швидкість, з якою дані надходитимуть на ваш локальний комп'ютер).
При цьому максимальна швидкість при завантаженні файлів (швидкість завантаження) становитиме ~ 1000 Кілобайт на секунду (КБ/сек).
Ця цифра отримана за такою формулою:
швидкість підключення (10240) - 15% (1500)/8 (для переведення кілобіт у кілобайти).

Справа в тому, що інтернет-браузери або менеджери завантажень/завантажень показують швидкість передачі в Кілобайтах за секунду .
Наприклад, у браузері Internet Expolrer швидкість завантаження файлу відображається в полі Швидкість передачі (Transfer rate): xxx КБ/сек (KB/Sec).
Браузери та/або менеджери завантажень/завантажень використовують цю цифру для оцінки швидкості передачі, щоб розрахувати загальний час завантаження файлу. Але звертаємо вашу увагу, що через ряд причин швидкість передачі даних відображається неточно. Наприклад, дані можуть буферизуватись (при цьому таймери запускаються з невеликою затримкою, що призводить до неправильних показань). Також швидкість передачі може залежати від продуктивності комп'ютера.

Докладно розглянемо фактори, що впливають на реальну швидкість з'єднання:

• Як транспортний протокол комунікаційне обладнання (IP ADSL-комутатори) використовує технологію АТМ(Asynchronous Transfer Mode – асинхронний спосіб передачі даних). АТМ - мережна високопродуктивна технологія комутації та мультиплексування, заснована на передачі даних у вигляді кадрів (комірки) фіксованого розміру (53 байти). Як відомо, Інтернет використовує протокол IP як протокол зв'язку, і зокрема протокол TCP/IP. Технологія ADSL як транспортний протокол використовують ATM, і тому дані передаються по ADSL-лінії за допомогою TCP/IP через ATM. Тобто. IP-кадри упаковуються (інкапсулюються) в АТМ-комірки і передаються DSL-лінії, а потім приймаючим обладнанням знову розпаковуються, і виходять звичайні IP-кадри. Великі пакети будуть поділені на 48-байтні частини. Якщо пакет не ділиться без залишку на 48, то до нього додається заповнення, щоб вийшло ціле число осередків по 48 байт. Після поділу пакета на комірки по 48 байт до кожної з осередків, що виходять, додається заголовок (5 байт). В результаті відбувається зниження швидкості на рівні 10% швидкості передачі даних.
• Використання протоколу TCP/IPпід час передачі даних знижує швидкість лише на рівні 3% від швидкості передачі, т.к. передану корисну інформацію(дані) доповнює службова (протокольна) інформація.

  Вказані вище фактори - це і є, ті самі технологічні обмеження, про які йшлося на початку статті. Ці обмеження і призводять до того, що швидкість передачі даних завжди менша за швидкість з'єднання як мінімум на 13-15%.

Але є й інші чинники, що знижують швидкість передачі.
Теоретично у вікні браузера або менеджера завантажень/завантажень під час завантаження файлу ви повинні бачити швидкість передачі, що обчислюється за формулою швидкість підключення - 15% (витрати при використанні TCP/IP та ATM) / 8 (для переведення кілобіт у кілобайти), Але насправді відображається швидкість нижче, і цьому є свої причини:

• Налаштування комп'ютера. Наприклад, недостатньо пам'яті (віртуальної/оперативної), застарілий процесор, нестабільна робота (збої) операційної системи (синій екран) або програмного забезпечення, недолік вільного місцяна жорсткому диску, наявність комп'ютера шкідливих програм/вірусів тощо.
• Втрати пакетів під час передачі даних. Велика кількість втрат можлива на поганих лініях (каналах зв'язку) або при використанні максимально допустимої швидкості підключення. Якщо відбувається втрата пакетів при передачі кадрів, протокол TCP/IP помічає відсутній пакет у загальному потоці даних, не визнає його отримання і потім ініціює повторну передачу втрачених даних. Процедура ретрансляції призводить до додаткових затримок. Таким чином, протокол TCP/IP, окрім важливої ​​функції контролю та транспортування даних, за наявності великих втрат пакетів на лінії уповільнює швидкість передачі даних. Для перевірки якості з'єднання з сервером в Інтернеті можна використовувати утиліту ping(Пінг). У командному рядкуопераційної системи виконайте команду ping -t ім'я_сайту, наприклад ping -t www.download.com. Зачекайте секунд 30 і натисніть Ctrl+C для завершення роботи утиліти. У статистиці буде вказано % втрат пакетів. Якщо втрати пакетів становитимуть понад 5%, то продуктивність протоколу TCP/IP буде поганою під час роботи із зазначеним сайтом.
• Перевантаження серверів та шлюзів провайдера. Залежить від структури мережі провайдера (наприклад багато шлюзів) або низької пропускної здатності вихідного каналу провайдера. Проблема спостерігається при піковому навантаженні користувачів. Занадто велика кількість звернень на сервер може перевищити максимум його використання в години пікового навантаження та спричинить уповільнення роботи.
• Проблеми з маршрутизацією також можуть спричинити зниження швидкості. При виявленні проблем з маршрутизацією пакети можуть перенаправлятися альтернативними маршрутами, що викликає затримки при передачі даних.
• Використання протоколу PPPoE може призвести до зниження швидкості. PPPoE - це тунелюючий мережевий протоколканального рівня передачі кадрів PPP через Ethernet Здебільшого використовується DSL-сервісами. PPPoE є ресурсомістким протоколом, і при передачі мережевих даних вимоги до процесора зростають. Залежно від реалізації та використання PPPoE можна побачити зниження максимальної швидкості до 5-25%.
• Недостатня (низька) продуктивність сервера BRAS (Broadband Remote Access Server). Маршрутизатор широкосмугового віддаленого доступу(BRAS) маршрутизує трафік до DSL-комутатора (DSLAM) в мережах інтернет-провайдера. BRAS знаходиться в ядрі мережі провайдера і агрегує підключення користувача з мережі рівня доступу. Маршрутизатор здійснює логічну термінацію тунелів точка-точка (PPP). Це можуть бути інкапсульовані тунелі PPP через Ethernet (PPPoE) або PPP через ATM (PPPoA). BRAS також є інтерфейсом до систем автентифікації, авторизації та обліку трафіку.
• Можливе обмеження швидкості за тарифним планом на сервері BRAS. Типовий випадок, коли швидкість фізичного з'єднання одна, а швидкість прийому даних обмежена оплаченим тарифним планом.
• При використанні додаткового сервісу, наприклад IPTV ( цифрове телебачення), потік прийманого телебачення теж займає певну смугу, зазвичай близько 4 Мбіт/с для каналів стандартного дозволу. Максимальна швидкість прийому даних, при використанні сервісу IPTV, може бути розрахована за такою формулою:
  швидкість підключення - 15% - швидкість потоку IPTV.
  Наприклад, швидкість підключення (10240) – 15% (1500) – швидкість потоку IPTV (4000) = 4700 Кбіт/с (587 Кбайт/с).

Повільний Інтернет та мала пропускна спроможність мережі викликають роздратування. Проте важко знайти причину неполадок, керуючись лише відчуттям, що швидкодія замало. Щоб підвищити…

Повільний інтернеті мала пропускну здатність мережі викликають роздратування. Проте важко знайти причину неполадок, керуючись лише відчуттям, що швидкодія замало. Щоб підвищити швидкість зв'язку, необхідно знати реальну величину пропускної спроможності. Розглянемо кілька способів вимірювання та відстеження характеристик мережі.

Смуга пропускання та пропускна спроможність

Насамперед потрібно усвідомити різницю між смугою пропускання і пропускною спроможністю. Якщо ви вже розумієте ці терміни, наберіть трохи терпіння. Смуга пропускання (bandwidth) є фіксованою швидкістю передачі даних, яку споживач оплачує постачальнику послуг Інтернету. Пропускна спроможність (throughput) - швидкість передачі в локальної мережі- домашнього чи малого підприємства. Прийнято називати швидкість Інтернету смугою пропускання, а швидкодія внутрішньої мережі – пропускною спроможністю. Приклад: теоретична пропускна спроможність маршрутизатора може бути 450 Мбіт/с, а смуга пропускання Інтернет-з'єднання – лише 20 Мбіт/с при завантаженні та 1 Мбіт/с при передачі даних на сервер.

Вимірювання та збільшення смуги пропускання

Смугу пропускання Інтернет-з'єднання складно помітно змінити шляхом налаштування, оскільки, як зазначалося вище, вона поставлена ​​Інтернет-провайдером. Однак існують способи оптимізувати та контролювати смугу пропускання.

Хороший повнофункціональний маршрутизатор допоможе покращити Інтернет-з'єднання завдяки такій можливості, як управління якістю обслуговування (QoS), що дозволяє йому ефективніше розподіляти трафік між Інтернетом та внутрішньою мережею будинку чи малого підприємства. Після того, як я замінила випущений п'ять років тому маршрутизатор на новий дводіапазонний пристрій з QoS, швидкість з'єднання з Інтернетом стала трохи вищою.

Звичайно, виміряти швидкість Інтернет-з'єднання за допомогою таких Web-інструментів як speedtest.net неважко. Підказка: щоб правильно оцінити швидкодію вашого Інтернет-з'єднання, виконайте кілька вимірювань у різний час доби у робочі та вихідні дні.

Вимірювання пропускної спроможності

Зовсім інша справа – вимір пропускної спроможності бездротової мережі. Що таке пропускна спроможність бездротового зв'язку? Це виміряна швидкість передачі даних між мережними пристроями всередині домашньої мережіабо мережі малого підприємства, що іноді називається швидкістю з'єднання локальної мережі (LAN - не плутати зі смугою пропускання Інтернету або WAN, тобто глобальної мережі).

Навіщо вимірювати лише швидкодію бездротової мережі? Чому не виміряти швидкість дротових пристроїв? Наприклад, чому не виміряти швидкість передачі даних між комп'ютером, підключеним через кабель Ethernet до порту локальної мережі на маршрутизаторі, та сховищем NAS, також підключеним до маршрутизатора?

Тому що ця швидкість як смуга пропускання Інтернету має фіксовану величину. Більшість сучасних портативних комп'ютерів, настільних ПК і NAS (насправді, практично будь-який комп'ютер з портом Ethernet, випущений за останні п'ять років), швидше за все, має в своєму розпорядженні порт Gigabit Ethernet. Якщо маршрутизатор також оснащений портом Gigabit Ethernet, то передача даних між комп'ютером та маршрутизатором відбувається на гігабітовій швидкості – 1000 Мбіт/с. Пам'ятайте, якщо комп'ютер повільний, старий порт Fast Ethernet(100 Мбіт/с) і ви підключаєтеся через провідне з'єднання до маршрутизатора з Gigabit Ethernet, то швидкість буде лише 100, а не 1000 Мбіт/с. Золоте правило - швидкодія мережі не вище, ніж швидкість найповільнішого з'єднання.

я протестувала пропускну спроможністьта швидкодія всіх бездротових маршрутизаторівта пристроїв NAS, представлених для випробувань до лабораторії PCMag. Для маршрутизаторів я використовую інструмент IxChariot компанії Ixia, який вимірює швидкість потоків даних між двома мережевими пристроями (названими кінцевими точками). Це чудовий інструмент, який дозволяє змоделювати будь-який тип трафіку (наприклад, VoIP або ігровий) та з'ясувати, як різні типимережевих даних впливають характеристики мережі.

Однак Ixia - дорога утиліта, для освоєння якої може знадобитися деякий час. Достовірно оцінити пропускну спроможність мережі можна за допомогою тесту, який я використовую, коли Ixia немає під рукою, або домашнього тестування.

Ось як це робиться. Візьміть два мережеві пристрої та підключіть один з них (назвемо його Пристрій 1) бездротовими засобами через ваш WiFi-маршрутизатор. За допомогою кабелю Ethernetпідключіть другий пристрій (пристрій 2) до одного з портів локальної мережі на маршрутизаторі. Підготуйте загальну мережеву папкуна пристрої 2, доступну з пристрою 1. Для цього потрібно створити папку у Провіднику Windows, клацнути на ній правою клавішею миші, перейти на вкладку Sharing ( Загальний доступ) та клацнути на кнопці Share. Я створила папку з ім'ям testshare і дозволила їй повний доступ до вмісту облікового запису Everyone (Всі) у мережі (після перевірки можна видалити або змінити дозволи з метою безпеки, але для цього тесту пристрою 1 потрібна дозвіл запису до спільної папки). З пристрою 1 можна переглянути створену спільну папку через Провідник Windows (або зіставити мережний диск). Переконавшись, що Загальна папкапристрою 2 відкривається на пристрої 1, скопіюйте досить великий файл із пристрою 1 до цієї папки. Для цього тесту я використовувала відеофайл розміром 1,5 Гбайт. Виміряйте час, який потрібно копіювати. Так можна визначити базовий рівень швидкості бездротової мережі при переміщенні даних з одного пристрою на інший. Припустимо, копіювання 1,5-Гбайт файлу зайняло 2 хв. Потім необхідно виконати невеликі обчислення. Насамперед перетворіть гігабайти на мегабайти (я роблю це за допомогою Web-перетворювача www.convertunits.com/from/GB/to/MB). 1,5 Гбайт складає 1536 Мбайт. Оскільки нам потрібна швидкість у мегабайтах за секунду, перетворіть хвилини за секунди. В результаті одержуємо: 1536 (Мбайт)/120 (с) = 12,8 Мбайт/с. Потім потрібно перевести мегабайти на секунду на мегабіти на секунду. 1 Мбайт/с (одиниця виміру швидкості для систем зберігання даних) дорівнює 8 Мбіт/с (одиниця виміру швидкості передачі). Отримуємо: 12,8 · 8 = 102,4 Мбіт / с. Перерахунок можна виконати і за допомогою Web-перетворювача www.mediaroad.com/products/speedcheck/free_tools/unit_convert/. Аналіз результатів

102,4 Мбіт/с - непогана пропускна здатність, особливо для маршрутизатора з теоретичною швидкістю 300 Мбіт/с та пристроїв 1 та 2 з 2,4-ГГц діапазоном WiFi. Як правило, гарний результат- приблизно половина максимальної пропускної спроможності, заявленої виробником маршрутизатора (цей показник досягається в тестовому середовищі, вільної від будь-яких перешкод; у реальних умовах експлуатації він недосяжний).

Хтось може заперечити: Windows і без того показує швидкість бездротового мережного з'єднання». При цьому мається на увазі вікно, що з'являється на екрані після клацання правою клавішею миші на маленькій піктограмі WiFi в правому нижньому кутку Панелі завдань і вибору пункту Status (Стан). Воно показує бітову частоту з'єднання між адаптером ПК та маршрутизатором, що не дає уявлення про реальну пропускну здатність при передачі пакетів даних.

Корисно виконати також тест копіювання файлу в діапазоні 5-ГГц. Швидкодія повинна збільшитися, якщо пристрої розташовані не дуже далеко від WiFi-маршрутизатора (дальність зв'язку в діапазоні 5-ГГц менше). Крім того, слід перевірити різні сценарії - виконайте тест копіювання за наявності кількох пристроїв і користувачів в мережі або потокової передачі музики або відео з мультимедійного програвача. Визначивши базовий рівень, можна побачити, як потокова передача мультимедійних даних чи робота кількох користувачів відбиваються на швидкодії. Потім можна спробувати підвищити пропускну здатність, настроюючи такі параметри маршрутизатора, як QoS.

Перший крок до оптимізації характеристик мережі – розібратися в цих характеристиках. Після цього можна перейти до діагностики та усунення проблем, щоб досягти максимальної швидкодії.