محاسبه ی پهنای باند مورد نیاز در شبکه

دستور العمل محاسبه ی پهنای باند مورد نیاز در یک شبکه کامپیوتری

محاسبه پهنای باند

پهنای باند مورد نیاز هر شبکه با شبکه ی دیگر متفاوت است و نحوه ی محاسبه ی این پهنای باند برای بهره برداری سریع و کارآمد از آن شبکه ضروری است.

همان گونه که اکثر ادمین های شبکه اتفاق نظر دارند، پهنای باند یکی از مهم ترین فاکتور ها در طراحی و بهره برداری از شبکه های LAN و WAN است. بر خلاف یک سرور که در طول مدت استفاده از آن می توان آن را چندین بار کانفیگ کرد، پهنای باند شبکه از آن دسته از پارامتر ها در طراحی شبکه است که باید از ابتدا با فرمول های صحیح محاسبه شود.

محاسبه ی پهنای باند شبکه در هنگام طراحی ساختار شبکه چگونه است؟ چه مشخصات و پارامتر هایی باید در نظر گرفته شود؟ این ها سوالاتی هستند که در این مقاله به آن ها پاسخ داده می شود.

درک مفهوم پهنای باند

پهنای باند به نرخ داده ای اطلاق می شود که در یک شبکه یا در یک درگاه ارتباطی با شبکه منتقل می شود. پهنای باند هم زمان و هم حجم داده ی منتقل شده را نشان می دهد به این صورت که چهنای باند مقدار داده ای است که در یک دوره زمانی مشخص از یک نقطه ی شبکه به نقطه ی دیگر منتقل می شود. پهنای باند معمولا با واحد بیت بر ثانیه (bps) یا بعضی اوقات با واحد بایت بر ثانیه (Bps) توصیف می شود.

پهنای باند شبکه نشان دهنده ی ظرفیت ارتباطی یک شبکه است. بنابراین باید تفاوت میان نرخ انتقال داده ی تئوری با نرخ انتقال داده ی حقیقی بیان شود. برای مثال یک شبکه ی 1000BASE-T که از کابل های زوجی بدون شیلد استفاده می کند می تواند از نظر تئوری به نرخ تبادل داده 1000 مگابیت بر ثانیه دست یابد اما این حد از تبادل داده هیچ گاه در یک شبکه ی واقعی رخ نخواهد داد و علت آن سخت افزار ها و نرم افزار های بالادستی هستند.

یک نکته ای که در هنگام محاسبه ی پهنای باند باید به آن دقت داشت این است که پهنای باند نباید با “توان عملیاتی” (throughput) که مربوط به سرعت است، اشتباه گرفته شود. در حالی که شبکه های با پهنای باند بالا معمولا سریع نیز هستند، اما همواره به این صورت نیست. یک مثال خوب برای درک پهنای باند این است که پهنای باند را مانند یک بزرگراه در نظر بگیریم. یک شبکه با پهنای باند بالا مانند یک بزرگراه شش بانده است که می تواند صد ها خودرو را در یک لحظه عبور دهد. یک شبکه با پهنای باند پایین مانند یک جاده یک بانده است که خودرو ها باید یک به یک و پشت سرهم عبور کنند.

هر چند که در یک بزرگراه معمولا خودرو ها سریع تر حرکت می کنند، در ساعات پیک ترافیک ممکن است خودرو ها کاملا متوقف شوند. یا ممکن است خودرو ها حتی فرصت ورود به بزرگراه را به دلیل وجود کامیون ها بزرگ پیدا نکنند. به طور مشابه، یک شبکه با پهنای باند بالا در لحظاتی که با مشکل مواجه می شود با سرعت بسیار کمی کار می کند. (مثلا زمانی که برنامه های کامپیوتری ای که پهنای باند بالا کار می کنند فعال شوند)

این نکات باعث می شود که محاسبه ی پهنای باند مورد نیاز چالش برانگیز باشد و نتیجه ی اشتباه در نظر گرفتن فرمول های محاسبه ی پهنای باند منجر به ایرادات جبران ناپذیری شود. اگر پهنای باند کافی تخصیص نداده باشید، نمی توانید سرعت عملکرد شبکه خود را ضمانت کنید. از طرف دیگر تخصیص پهنای باند بیش از حد منجر به افزایش بی مورد هزینه کارفرما و مشتری شبکه می گردد.

بنابراین چگونه فرمول دقیق محاسبه ی نیاز های پهنای باند محاسبه می شود؟ این فرایند با پرسیدن سوالات مناسب آغاز می شود: کاربران از چه برنامه هایی استفاده می کنند؟ و چه حدی از رضایتمندی از سرویس های ارائه شده به این برنامه ها مورد انتظار است؟ می توان افرادی را در حوزه ی شبکه یافت که فقط به تعداد کاربران متصل شده به یک شبکه LAN توجه می کنند. این احتمال وجود دارد که 200 کاربر متصل به یک شبکه، ترافیک کمتری نسبت به سه کاربر با مصرف بالای اینترنت ایجاد کنند. (مثلا این سه کاربر ممکن است از ویدیو کنفرانس با کیفیت HD استفاده کنند.)

دو گام اساسی برای محاسبه ی پهنای باند وجود دارد:

1. تعیین مقدار پهنای باند قابل دسترسی برای شبکه
2. تعیین میانگین بهره برداری توسط یک برنامه ی خاص

هر دوی این مشخصه ها باید بر اساس بیت بر ثانیه ارائه شوند. شرایط زیر را در نظر بگیرید:

یک شبکه ی GbE پهنای باندی معادل 125,000,000 Bps دارد. این مقدار با در نظر گرفتن تعداد بیت ها در یک شبکه ی گیگابیتی که حدود 1 میلیارد است محاسبه شده است:

1,000,000,000bps / 8 = 125,000,000Bps

بعد از تعیین پهنای باند شبکه، باید دید که هر نرم افزار چه مقدار پهنای باند مصرف می کند. با استفاده از نرم افزار های “آنالیز شبکه” می توان تعداد بیت هایی که هر نرم افزار در یک شبکه تبادل می کند را شناسایی کرد. برای انجام این کار ابتدا ستون “مجموع بایت” ها را در نرم افزار آنالیز شبکه ی خود فعال کنید. گام های بعدی ه صورت زیر است:

1. ترافیک ورودی و خروجی را در هنگام استفاده از یک برنامه به دست بیاورید.
2. در پنجره ی خلاصه ترافیک عبوری، دیتای مبادله شده در ایتدای شروع فرایند تبادل اطلاعات را علامت گذاری کنید.
3. مقدار بایت تبادل شده از ابتدای شروع فرایند را تا یک ثانیه بعد محاسبه کنید.

اگر مثلا عددی حدود 200,000Bps را برای تبادل دیتا به دست بیاورید، به این معنی است که تعداد کاربر هم زمان که می توانند به شبکه ی شما متصل شوند برابر 125,000,000Bps / 200,000 = 625 است. این عدد به این معنی است که تعداد بیش از چند صد کاربر می توانند به طور غیر هم زمان به شبکه متصل شوند.

با توجه مثال ارائه شده می توان دید که محاسبه ی دقیق پهنای باند شبکه برای ادمین های شبکه بسیار با اهمیت است.