Какая скорость передачи отдельного пакета по сети?

Question

[yy yy]

Если скорость потока, передаваемого по каналу с пропускной способностью 100 Гбит/с, равна 50 Гбит/с, какая скорость передачи отдельного пакета из этого потока?

Это учебный вопрос из книги <<Компьютерные сети>>. Ответ: скорость передачи отдельного пакета равна пропускной способности линии - 100 Гбит/с.

Мне непонятен этот ответ. Как скорость передачи отдельного пакета может быть 100 Гбит/, если этот пакет передается в потоке со скоростью 50 Гбит/с? Скорость отдельного пакета выше скорости потока? Если для потока выделили ограниченную пропускную способность, равную половине пропускной способности канала, каким образом пакет из этого потока передается на полной скорости?

Comments

[Komrus]

Честно говоря, скорость передачи ОТДЕЛЬНОГО пакета, да вдобавок измеряемая в битс/с, а не в миллисекундах (которые ещё могут потребоваться для анализа задержек и т.п.) - очень уж теоретическая величина.
Авторы учебника, конечно, вольны задавать самые странные вопросы, но в реальной жизни с таким параметром даже при разработке непосредственно железа/оборудования для работы с физической линией столкнуться сложновато...

Answer 1

[VoidVolker]

Паузы во времени между пакетами для передачи пакетов из других потоков или те же самые ограничения на пропускную способность. А так же между отдельными сигналами кодирующими биты во время передачи. Поток состоит из времени передачи пакетов и пауз между пакетами. Соответственно пропускная способность - это объём данных переданных за определённое время. Пакет и байты в нём передаются всегда с максимальной скоростью, которую может выдать оборудование, поэтому и получается, что для отдельного пакета доступна вся скорость канала. А вот уже потоки делят канал друг с другом.

Answer 2

[Akina]

Как скорость передачи отдельного пакета может быть 100 Гбит/, если этот пакет передается в потоке со скоростью 50 Гбит/с?

Элементарно. Ограничение скорости отдельного потока в канале - оно внешнее по отношению к скорости передачи данных в канале. За счёт конкуренции, шейпинга, приостановки средствами управления потоком... то есть канал половину времени передаёт данные потока со скоростью 100Гбит, а вторую половину или передаёт что-то другое, или ничего не делает, только держит несущую. А сама скорость в канале постоянна и неизменна.

Answer 3

[Руслан Федосеев]

вообще пакет, то бишь сигнал - всегда передается со скоростью света в линии связи...

Comments

[VoidVolker]

Если быть уж совсем точным, то это отдельные биты передаются со скоростью света. В зависимости от метода реализации кодирования сигнала там есть ещё куча разных нюансов - там тоже есть паузы разной длительности между отдельными сигналами. Да и скорость работы оборудования тоже имеет свои ограничения. А есть ещё и всякие дополнительные действия типа коррекции ошибок и прочее. И поэтому всё же скорость передачи отдельного пакета уже существенно ниже скорости света.

[Дмитрий Беляев]

Может я чего не понимаю, но со скоростью света движутся только безмассовые объекты в абсолютном вакууме.
Сигнал же передаётся зачастую электронами в проводнике, но даже если фотонами (радио, оптоволокно), то многократно отражается, что увеличивает проходимое фотоном расстояние по отношению к полезному расстоянию, а следовательно скорость сигнала будет ниже, не говоря о том что фотоны опять таки движутся в среде

[VoidVolker]

Дмитрий Беляев, кстати да, в целом верное замечание на счет оптического канала. А ещё задержки вносит каждая отдельная цифровая железка. Так что слова на счёт скорости света верны только для конкретной пары передатчик-приёмник и обычным проводником между ними. Так что да, в реальности сигнал между двумя точками на нашей планете идёт с очень заметным отставанием от скорости света.
Пару слов про электрический сигнал добавлю. Чисто технически, сегодняшняя наука не понимает полностью всю природу электричества. Да, скорость движения электронов в проводнике небольшая - миллиметры за секунду. Но вот электрический сигнал движется как раз со скоростью света - как же так получается? А очень просто: электрический сигнал - это изменения в электромагнитном/магнитном поле между частицами. По сути, можно сказать, что любой ток - это как сигнал. Помним же особенности существования нашей вселенной на квантовом уровне? Частицы могут вести себя как волны, а волны - как частицы. Вот и тут аналогичный случай: у нас частицы по отдельности - обычные частицы, а в электрическом токе все вместе ведут себя как волна.

[Руслан Федосеев]

Ну во первых я написал "со скоростью света в линии связи". Я как бы в курсе, что в разных средах скорость света как бы разная )
Во вторых - я имел в виду, что отдельно взятый пакет, сигнал - передается с скоростью, которая к скорости 100Мб\с имеет малое отношение.
Если канал загружен на 1% и вы видите скорость в канале как 1 МБ\с и канал загружен на 100% и вы видите скорость в канале как 100 МБ\с - то это не значит, что отдельные пакеты движутся с разными скоростями в этих каналах. Скорость передачи сигнала - постоянная и зависит от физических параметров среды передачи, скорости работы различных промежуточных систем и т.п. А то, что имеется в виду под скоростью канала - это другая скорость.

[Вальдемар Маяковцев]

Дмитрий Беляев, слишком уж школьное представление о способе передачи электрического сигнала (электрический ток) посредством передвижения свободных электронов в проводнике, очень упрощенное для понимания. В действительности электрический ток передается электромагнитным взаимодействием в электрическом поле, создаваемым разностью потенциалов. Тоже не слишком точное объяснение, конечно, но оно по крайней мере объясняет скорость света при течении электрического тока по проводнику (по его поверхности, если точнее). На Ютубе есть один любопытный популяризатор науки — Дерек Мюллер (канал Veritasium), он проводил серию экспериментов на этот счет, и есть переводы его творчества, довольно занимательные.

Answer 4

[yy yy]

Я повнимательнее почитал эту книгу, и хочу процитировать кусочек:

Мгновенная скорость передачи данных - это краткосрочная характеристика, равная средней скорости на очень коротком интервале времени.

Мгновенная скорость, измеренная на интервале передачи пакета, равная битовой скорости протокола физического уровня (например, для пакета стандарта 1Gigabit Ethernet она равна 1 Гбит/с) и равна нулю в интервалах между передачами пакетов. Все пакеты, передаваемые по каналам связи одного и того же стандарта, имеют одну и ту же мгновенную скорость. Эта скорость - постоянная величина, она не зависит ни от объема пакета, ни от характеристик потока, к которому он относится; не может быть ни уменьшена, ни увеличена.