Högre dataöverföringshastighet a. Enheter för informationsöverföringshastighet
Information utbyts genom informationsöverföringskanaler.
Informationsöverföringskanaler kan använda olika fysiska principer. Sålunda, när människor kommunicerar direkt, överförs information med hjälp av ljudvågor, och när man pratar i telefon överförs information med hjälp av elektriska signaler som färdas längs kommunikationslinjer.
Länk - tekniska medel, vilket möjliggör dataöverföring över avstånd.
Datorer kan utbyta information med kommunikationskanaler av olika fysisk karaktär: kabel, fiberoptik, radiokanaler, etc.
Informationsöverföringshastighet (informationsflödeshastighet) - mängden information som överförs per tidsenhet.
Det allmänna schemat för att överföra information inkluderar en avsändare av information, en kanal för att överföra information och en mottagare av information.
Det huvudsakliga kännetecknet för informationsöverföringskanaler är deras genomströmning.
Bandbredd kanal - maxhastighet sända information över en kommunikationskanal per tidsenhet.
Kanalkapaciteten är lika med mängden information som kan sändas över den per tidsenhet.
Volymen av överförd information \(V\) beräknas med formeln:
där \(q\) är kanalkapaciteten (i bitar per sekund eller liknande enheter), och \(t\) - sändningstid.
Vanligtvis mäts genomströmningen i bitar per sekund (bps) och multiplar av Kbps och Mbps.
Men ibland är enheten byte per sekund (byte/s) och dess multipler KB/s och MB/s.
Relationerna mellan enheter för informationsöverföringskanalkapacitet är desamma som mellan enheter för att mäta mängden information:
1 byte = 2 3 bitar = 8 bitar; 1 kbit = 2 10 bitar = 1024 bitar; 1 Mbps = 2 10 Kbps = 1024 Kbps; 1 Gbps = 2 10 Mbps = 1024 Mbps.
Exempel:
Hur många sekunder tar det för ett modem att sända meddelanden med en hastighet av \(28 800\)bps att sända \(100\) sidor text i \(30\) rader med \(60\) tecken vardera, förutsatt att varje tecken kodat av \(1\) byte?
Lösning. Låt oss beräkna filstorleken i bitar V = 100 ⋅ 30 ⋅ 60 ⋅ 8 bitar = 1 440 000 bitar.
Meddelandeöverföringshastighet \(q = 28 800 \)bit/s.
Tiden är t = V q = 1440000 28800 = 50 sekunder.
Låt oss överväga ett mer komplext problem.
Exempel:
Enheten \(A\) överför information till enheten \(C\) genom enheten \(B\) enligt följande regler:
1. Information sänds i paket med \(200\) byte.
2. Enheten \(B\) kan samtidigt ta emot information från enheten \(A\) och sända tidigare mottagen information till enheten \(C\).
3. Enheten \(B\) kan sända nästa paket till enheten \(C\) först efter att den helt tar emot detta paket från enheten \(A\).
4. Enheten \(B\) har en obegränsad buffert i vilken den kan lagra paket som tagits emot från enheten \(A\), men som ännu inte har överförts till enheten \(C\).
Kanalkapaciteten mellan \(A\) och \(B\) är \(100\) byte per sekund.
Kanalkapaciteten mellan \(B\) och \(C\) är \(50\) byte per sekund.
Tre informationspaket skickades. Om hur många sekunder kommer \(C\) att ta emot all information från \(A\)?
Lösning. Eftersom hastigheten för informationsmottagning av enheten \(B\) är högre än hastigheten för dess överföring till enheten C, kommer sändningstiden att bestå av två steg.
Alla har upprepade gånger hört talas om andra, tredje och fjärde generationens nätverk mobil kommunikation. Vissa har kanske redan läst om framtidens nätverk – den femte generationen. Men frågorna – vad betyder G, E, 3G, H, 3G+, 4G eller LTE på en smartphoneskärm och vad som är snabbare bland dessa oroar fortfarande många. Vi kommer att svara på dem.
Dessa ikoner indikerar vilken typ av anslutning din smartphone, surfplatta eller modem har till mobilnätverket.
1. G(GPRS - General Packet Radio Services): det långsammaste och länge föråldrade alternativet för att ansluta paketdata. Första standarden mobilt internet, gjord genom att lägga till ovanpå GSM (efter en CSD-anslutning upp till 9,6 kbit/s). Den maximala hastigheten för GPRS-kanalen är 171,2 kbit/s. Samtidigt är den riktiga som regel en storleksordning lägre och internet här fungerar inte alltid i princip.
2. E(EDGE eller EGPRS - Enhanced Data rates for GSM Evolution): snabbare tillägg över 2G och 2,5G. Digital dataöverföringsteknik. EDGE-hastigheten är cirka 3 gånger högre än GPRS: upp till 474,6 kbit/s. Men den tillhör också andra generationens trådlösa kommunikationer och är redan föråldrad. Den faktiska hastigheten för EDGE är vanligtvis runt 150-200 kbit/s och beror direkt på var abonnenten befinner sig - det vill säga arbetsbelastningen basstation i ett specifikt område.
3. 3 G(Tredje generationen - tredje generationen). Här är inte bara dataöverföring, utan också "röst" möjlig över nätverket. Kvaliteten på röstöverföring i 3G-nätverk (om båda samtalspartnerna är inom räckhåll) kan vara en storleksordning högre än i 2G (GSM). Internethastigheten i 3G är också mycket högre, och dess kvalitet är som regel redan ganska tillräcklig för bekvämt arbete på mobila enheter och till och med stationära datorer via USB-modem. Samtidigt kan dataöverföringshastigheten påverkas av din nuvarande position, inkl. oavsett om du är på ett ställe eller flyttar inom transport:
- När den inte rör sig: vanligtvis upp till 2 Mbps
- Rör sig i hastigheter upp till 3 km/h: upp till 384 kbit/s
- Rör sig med en hastighet på upp till 120 km/h: upp till 144 kbit/s.
4. 3,5 G, 3G+,H,H+(HSPDA - High-Speed Downlink Packet Access): nästa höghastighetspaketdatatillägg är redan över 3G. I I detta fall Dataöverföringshastigheten är mycket nära 4G och i H-läge är den upp till 42 Mbit/s. I verkliga livet, mobilt internet i detta läge genomsnitt fungerar med mobiloperatörer i hastigheter på 3-12 Mbit/s (ibland högre). För de som inte vet: det här är väldigt snabbt och tillräckligt för att titta på onlinevideor i inte för hög kvalitet (upplösning) eller ladda ner tunga filer med en stabil anslutning.
Även i 3G dök en videosamtalsfunktion upp:
5. 4G, LTE(Långsiktig utveckling - långsiktig utveckling, fjärde generationens mobilt Internet). Denna teknik används endast för dataöverföring (inte för "röst"). Den maximala nedladdningshastigheten här är upp till 326 Mbit/s, uppladdning - 172,8 Mbit/s. De verkliga värdena är återigen en storleksordning lägre än de angivna, men de uppgår fortfarande till tiotals megabit per sekund (i praktiken är de ofta jämförbara med läge H; i trafikerade Moskvaförhållanden, vanligtvis 10-50 Mbit/s ). Samtidigt gör snabbare PING och själva tekniken 4G till den mest föredragna standarden för mobilt internet i modem. Smartphones och surfplattor i 4G-nätverk (LTE) håller batteriladdningen längre än på 3G.
6. LTE-A(LTE Advanced - LTE-uppgradering). Den maximala dataöverföringshastigheten här är upp till 1 Gbit/s. I verkligheten kan Internet fungera i hastigheter på upp till 300 Mbit/s (5 gånger snabbare än vanlig LTE).
7. VoLTE(Voice over LTE - Voice over LTE, som en ytterligare utveckling av teknik): teknik för att överföra röstsamtal över LTE-nätverk baserad på IP Multimedia Subsystem (IMS). Anslutningshastigheten är upp till 5 gånger snabbare jämfört med 2G/3G, och kvaliteten på själva samtalet och röstöverföringen är ännu högre och renare.
8. 5 G(femte generationen cellulär kommunikation baserat på IMT-2020). Framtidens standard är fortfarande på utvecklings- och teststadiet. Dataöverföringshastigheten i den kommersiella versionen av nätverken utlovas vara upp till 30 gånger högre än LTE: maximal dataöverföring kan utföras upp till 10 Gbit/s.
Naturligtvis kan du använda någon av ovanstående tekniker om din utrustning stöder det. Dessutom beror dess funktion på kapaciteten hos mobiloperatören själv på en specifik plats för abonnenten och hans tariffplan.
Vi lever i en tid av snabb utveckling digitala tekniker. Det är redan svårt att föreställa sig den moderna verkligheten utan personliga datorer, bärbara datorer, surfplattor, smartphones och andra elektroniska prylar som inte fungerar isolerat från varandra, utan kombineras till lokalt nätverk och ansluten till globalt nätverk
En viktig egenskap hos alla dessa enheter är nätverksadapterns bandbredd, som bestämmer hastigheten för dataöverföring på ett lokalt eller globalt nätverk. Dessutom är hastighetsegenskaperna för informationsöverföringskanalen viktiga. I elektroniska apparater nya generationen är det möjligt att inte bara läsa textinformation utan problem och frysningar, utan också att bekvämt spela upp multimediafiler (bilder och fotografier i hög upplösning, musik, videor, onlinespel).
Hur mäts dataöverföringshastigheten?
För att bestämma denna parameter måste du veta den tid under vilken data överfördes och mängden information som överfördes. Med tiden blir allt tydligt, men hur mycket information är det och hur kan det mätas?
I alla elektroniska enheter, som i huvudsak är datorer, kodas den lagrade, bearbetade och överförda informationen i det binära systemet med nollor (ingen signal) och ettor (det finns en signal). En nolla eller en etta är en bit, 8 bitar är en byte, 1024 byte (två till tionde potens) är en kilobyte, 1024 kilobyte är en megabyte. Därefter kommer gigabyte, terabyte och större måttenheter. Dessa enheter används vanligtvis för att bestämma mängden information som lagras och bearbetas på en viss enhet.
Mängden information som överförs från en enhet till en annan mäts i kilobit, megabit, gigabit. En kilobit är tusen bitar (1000/8 byte), en megabit är tusen kilobit (1000/8 megabyte) och så vidare. Den hastighet med vilken data överförs anges vanligtvis i mängden information som passerar på en sekund (kilobit per sekund, megabit per sekund, gigabit per sekund).
Dataöverföringshastighet för telefonlinje
För närvarande, för att ansluta till det globala nätverket via en telefonlinje, som ursprungligen var den enda kanalen för att ansluta till Internet, används övervägande ADSL-modemteknik. Den kan förvandla analoga telefonlinjer till höghastighetsdataöverföringsmedia. Internetanslutningen når en hastighet på 6 megabit per sekund, och den maximala dataöverföringshastigheten över en telefonlinje som använder gamla tekniker översteg inte 30 kilobit per sekund.
Dataöverföringshastighet i mobilnät
Standarderna 2g, 3g och 4g används i mobilnät.
2g ersatte 1g på grund av behovet av att byta från en analog signal till en digital signal i början av 90-talet. På mobiltelefoner som stödde 2g blev det möjligt att skicka grafisk information. Den maximala dataöverföringshastigheten på 2g översteg 14 kilobits per sekund. I samband med tillkomsten av det mobila Internet skapades även 2,5g-nätet.
År 2002 utvecklades tredje generationens nätverk i Japan, men massproduktion mobiltelefoner med 3g-stöd började mycket senare. Den maximala dataöverföringshastigheten över 3g har ökat i storleksordningar och nått 2 megabit per sekund.
Ägare av de senaste smartphones har möjlighet att dra nytta av alla fördelar med 4g-nätverket. Dess förbättring pågår fortfarande. Det kommer att tillåta människor som bor i det lilla befolkade områden, fritt åtkomst till Internet och gör det mycket mer lönsamt än att ansluta från stationära enheter. Den maximala dataöverföringshastigheten på 4g är helt enkelt enorm - 1 gigabit per sekund.
LTE-nätverk tillhör samma generation som 4g. Lte standard är den första, mest tidig version 4g. Följaktligen är den maximala dataöverföringshastigheten i lte betydligt lägre och är 150 megabit per sekund.
Fiberoptisk datahastighet
Överföring av information via fiberoptisk kabel Idag är det snabbast i datornätverk. År 2014 uppnådde forskare i Danmark en maximal fiberoptisk dataöverföringshastighet på 43 terabit per sekund.
Några månader senare visade forskare från USA och Nederländerna en hastighet på 255 terabit per sekund. Storleken är kolossal, men det är långt ifrån gränsen. År 2020 är det planerat att nå 1000 terabit per sekund. Dataöverföringshastigheten över optisk fiber är praktiskt taget obegränsad.
Wi-Fi nedladdningshastighet
Wi-Fi varumärke, vilket indikerar trådlöst dator nätverk, förenad av IEEE 802.11-standarden, där information sänds över radiokanaler. Teoretiskt sett är den maximala wifi-dataöverföringshastigheten 300 megabit per sekund, men i verkligheten överstiger de bästa routermodellerna inte 100 megabit per sekund.
Fördelarna med Wi-Fi är möjligheten att trådlöst ansluta till Internet med en router för flera enheter samtidigt och en låg nivå av radioemission, vilket är en storleksordning mindre än mobiltelefoner vid tidpunkten för deras användning.
Internethastighet är mängden information som tas emot och överförs av en dator under en tidsperiod. Nuförtiden mäts denna parameter oftast i megabit per sekund, men detta är inte det enda värdet som kilobits per sekund också kan användas. Gigabit finns fortfarande kvar Vardagsliv används inte.
Samtidigt mäts vanligtvis storleken på överförda filer i byte, men tiden tas inte med i beräkningen. Till exempel: Bytes, MB eller GB.
Det är mycket enkelt att beräkna tiden det tar att ladda ner en fil från nätverket med hjälp av enkel formel. Det är känt att den minsta mängden information är lite. Sedan kommer byten, som innehåller 8 bitar med information. En hastighet på 10 megabit per sekund (10/8 = 1,25) gör att du kan överföra 1,25 MB per sekund. Jo, 100 Mbit/s är 12,5 megabyte (100/8) respektive.
Du kan också beräkna hur lång tid det tar att ladda ner en fil av en viss storlek från Internet. Till exempel kan en film på 2 GB som laddas ner med en hastighet av 100 megabit per sekund laddas ner på 3 minuter. 2 GB är 2048 megabyte, vilket ska delas med 12,5. Vi får 163 sekunder, vilket är lika med ungefär 3 minuter.
Tyvärr är inte alla bekanta med de enheter där det är vanligt att mäta information, så vi kommer att nämna de grundläggande enheterna:
1 byte är 8 bitar
1 Kilobyte (KB) motsvarar 1024 byte
1 Megabyte (MB) kommer att vara lika med 1024 KB
1 Gigabyte (GB) motsvarar motsvarande 1024 MB
1 Terabyte – 1024 GB
Vad som påverkar hastigheten
Den hastighet med vilken Internet kommer att fungera på enheten beror främst på:
Från tariffplanen som tillhandahålls av leverantören
Från kanalkapaciteten. Ofta tillhandahåller leverantören delad hastighet till abonnenter. Det vill säga att kanalen är uppdelad mellan alla, och om alla användare aktivt använder nätverket kan hastigheten minska.
Från platsen och inställningarna för webbplatsen som användaren kommer åt. Vissa resurser har begränsningar och tillåter dig inte att överskrida en viss tröskel när du laddar ner. Dessutom kan platsen vara belägen på en annan kontinent, vilket också kommer att påverka lastningen. 
Dataöverföringshastigheten i vissa fall påverkas av både externa och interna faktorer, bland vilka:
Plats för servern som nås
Ställa in och kanalbredd för en Wi-Fi-router om anslutningen är trådlös
Program som körs på enheten
Antivirus och brandväggar
OS och PC-inställningar
Påstår att hans program kan utnyttja Ethernet-resurser maximalt. På grund av sin egen nätverksdrivrutin, sin egen TCP-stack och förbigående av kärnan operativ system den är verkligen kapabel att närma sig de fysiska begränsningarna för Ethernet-standarden.
Masscans skannerutvecklare Robert Graham har publicerat resultat som visar den verkliga prestandan för hans program.
Antalet paket som skickas per sekund är viktigt för skannern. Ethernet-standarden kräver att det finns en 12-byte period av "tystnad" mellan paket, vilket är hur slutet på ett paket och början av nästa bestäms. I slutet av varje paket måste också en CRC-kod (4 byte) sändas för att verifiera överföringens integritet, och i början av paketet måste en obligatorisk inledning på 8 byte skickas. Det finns en annan begränsning - den minsta paketstorleken är 60 byte, detta är en gammal begränsning från 80-talet som inte är meningsfull nu, men som behålls för kompatibilitetens skull.
Om vi tar hänsyn till alla restriktioner så måste paketen vara minst 84 byte. För ett 1 Gbps-nätverk får vi alltså en teoretisk gräns på 1 000 000 000/84*8 = 1 488 095 paket per sekund.
På ett modernt 10 Gigabit-nätverk kan detta antal tiodubblas: 14 880 952 paket per sekund.
När vi skannar portar behöver vi inte använda alla 60 byte, bara 20 byte för IP-huvudet och 20 byte för TCP-huvudet, för totalt 40 byte. Det vill säga den effektiva paketöverföringshastigheten är 1488095 x 40 = 476 Mbit/s. Med andra ord, även om vi använder den fysiska Ethernet-resursen till 100 %, kommer leverantören eller trafikmätningsprogrammet på gigabitkanalen att visa en dataöverföringshastighet på 476 Mbit/s. Denna inkonsekvens är förståelig, för under normal surfning används inte 40-byte-paket, det finns vanligtvis 500 byte, så overheaden från tjänstedata kan ignoreras.
I praktiken kan skannern ignorera vissa Ethernet-standarder, till exempel minska pausen mellan paket från 12 till 5 byte och ingressen från 8 till 4 byte. Minsta storlek Paketet kan reduceras från 84 till 67 byte. I det här fallet kommer det att vara möjligt att överföra 1 865 671 paket per sekund över en gigabitkanal, vilket ökar hastigheten som demonstreras i tester från 476 Mbit/s till 597 Mbit/s. Det kan dock få obehagliga konsekvenser: routern längs vägen för dina paket kan tappa några av dem, vilket kommer att minska den faktiska effektiva dataöverföringshastigheten.
Det finns andra problem också. Av okända anledningar kan Linux inte nå 1,488 miljoner paket per sekund på Gigabit Ethernet. På samma system, men med en 10 Gbps-anslutning, bryter Linux knappt 2 miljoner paket per sekund. I praktiken är den faktiska hastigheten på ett Linux-system cirka 1,3 miljoner paket per sekund på en gigabitkanal. Återigen, Robert Graham har ingen aning om varför det är så.
