Bandwidth | پهنای باند

امروزه همه ما به نوعی با اینترنت و شبکه های کامپیوتری سر و کار داریم ولی در عمل بسیاری از ما درک درستی از مفاهیم آن نداریم.به عنوان مثال بسیار پیش آمده که این سوال از هم میپرسیم ” سرعت اینترنت شما چند است ؟ ” و با جواب هایی مثل ” یک مگ ” و مشابه آن رو به رو می شویم ولی هیچ کس به درستی نمی داند مفهموم ” یک مگ ” چیست. آیا این همان مفهوم ” سرعت ” است ؟ مفهوم ” پهنای باند ” چیست و اصلا چه تفاوتی با ” سرعت ” دارد ؟

بعضا با توجه به عدم شناخت درست این دو موضوع را یکی در نظر میگیرند و به درستی متوجه علت کمبود سرعت نمیشوند. در این مقاله سعی داریم پاسخ روشن و قابل درکی برای عموم بدهیم.

پهنای باند درست مثل هر کدام از این لوله هاست. اگر بخواهیم با استفاده از هر کدام از این لوله ها از ظرف آبی به داخل ظرفی دیگری آب منتقل کنیم به نظر شما با شرایط یکسان و در زمان یکسان از کدام لوله حجم آب بیشتری عبور می کند؟ پهنای باند نیز درست مثل این لوله هاست. بدین معنی که این امکان را میدهد تا با استفاده از ظرفیت آن، داده ها (آب) بتوانند به مقصد خود برسند.

همین جا و در ابتدا نتیجه گیری میکنیم که مفهوم پهنای باند متفاوت از مفهوم سرعت انتقال داده است زیرا همانطور که از مثال پیداست پهنای باند تنها بستر و ظرفیتی برای عبور داده است.

پهنای باند در واقع همان ظرفیت ارتباطی شبکه ( فارغ از بی سیم بودن یا کابلی بودن آن ) است یا به زبانی ساده تر حداکثر میزان داده ای که در یک زمان مشخص میتواند در آن شبکه انتقال یابد . البته باید توجه داشت که این ظرفیت ارتباطی میتواند برای مسیر آپلود و دانلود یکسان باشد ( متقارن ) و یا یکسان نباشد ( نامتقارن )(در ارتباطات نامتقارن معمولا ظرفیت آپلود کوچکتر از ظرفیت دانلود است.)

همانطور که گفته شد مفهوم پهنای باند با مفهوم سرعت متفاوت است. پهنای باند تنها یکی از فاکتورهایی است که بر روی عملکرد شبکه (network performance) تاثیر می گذارد. Packet loss ، Latency و Jitter میتوانند عامل کاهش توان شبکه باشند. در ادامه به توضیح مفاهیمی میپردازیم که بر عملکرد شبکه تاثیر میگذارند.

دوباره به مثال لوله آب برمیگردیم. شبکه انتقال آب خود متشکل از چندین لوله با حجم های متفاوت است. هنگامی که ما میخواهیم در خانه از شیر آب یا شلنگ آب استفاده کنیم میدانیم که مجرای شلنگ نسبت با شاه لوله یا بستر اصلی انتقال آب تفاوت دارد. همین طور از مجرای لوله های استفاده شده در داخل ساختمان بی اطلاعیم. اما به راحتی میتوان فهمید حجم آب دریافتی ما بستگی به کوچکترین مجرای آب ساختمان دارد.در شبکه های ارتباطی نیز ما با موضاعاتی مشابه رو به رو هستیم.

• هر شبکه میتواند شامل چندین زیر شبکه باشد که ظرفیت یا پهنای باند هر کدام با دیگری متفاوت باشد در نتیجه لینک ارتباطی با حداقل پهنای باند به عنوان bottleneck (گلوگاه) توصیف می شود چرا که حداقل ظرفیت ارتباطی می تواند تمام ظرفیت ارتباط داده را محدود کند.به عکس زیر توجه کنید:

• در این بطری، دهانه بطری باریک تر از فضای اصلی بطری است و هر چه دهانه باریک تر باشد حجم آب عبوری کمتر میشود این همان مفهوم bottleneck است. bottleneck میتواند عامل کمبود سخت افزاری داشته باشد ( مثل RAM,CPU,…) یا مشکل تنظیمات نرم افزاری داشته باشد ( مثل آنتی ویروس و فایروال و … ).

• طبق شکل اول، آب در مثال لوله های آب معادل Packet در خود شبکه است یعنی بنا به هر دلیلی در صورتی که آب هدر برود معادل این است که Packet های ما از دست رفته است و به مقصد نرسیده است یعنی مشکل Packet loss داریم که باید علت یابی کرد ومشکل را فهمید.

• مشکل دیگر Latency است. در لغت به معنای تاخیر می باشد در عمل نیز Packet های ما باید طی مدت زمان معینی به مقصد برسد تاخیر در رسیدن پیام به مقصد ( نه اینکه اصلا به مقصد نرسد ) که منجر به کندی شبکه ما میشود را گویند.

• مشکل دیگر Jitter است. این مشکل بیشتر در ارسال صداها و پیغام هایی از این قبیل به وجود می آید اما حالت عمومی دارد. برای فهمیدن این موضوع به این مثال توجه کنید فرض کنید پیغام “ABCDEF” قرار باشد به مخاطب برسد اگر پیغام به صورت “CEFDAB” ارسال شود مخاطب هیچی از پیغام ما نمیفهمد. Jitter در واقع همین مفهوم است داده ها با توجه به حجم و مسیر عبوری و نوع مسیر انتخابی اگر به درستی و به ترتیب نتوانند پیغام را برسانند این مشکل ایحاد میشود.