Podstawy sieci komputerowych

Zakłócenia działania sieci

Utrata danych w wyniku zakłóceń elektromagnetycznych może wystąpić zarówno w sieciach bezprzewodowych jak i w sieciach wykorzystujących kable miedziane. Sieci elektryczne, urządzania zasilane dużymi prądami wytwarzają promieniowanie elektromagnetyczne.

Kiedy jakaś część sieć WiFi znajduje się w pobliżu urządzeń takich, jak np. w pociąg trakcji elektrycznej czy tramwaj można spodziewać się zakłóceń w przekazie danych.

Podobnie promieniowanie elektromagnetyczne wpływa na kable sieciowe wykonane z miedzi. Sieci, w których kable UTP  położone są zbyt blisko przewodów elektrycznych mogą być narażone na zakłócenia elektromagnetyczne.

Jeżeli spodziewamy się w danej lokalizacji występowania zakłóceń elektromagnetycznych użyjmy jako nośnika danych światłowodów, są one odporne na promieniowanie elektromagnetyczne.

Testy wydajności sieci komputerowej

Wydajności sieci komputerowej sprowadza się do określenia przepustowości, czyli ilości informacji jakie w określonym czasie możemy przesłać przez badaną sieć. Najprostszym sposobem określenia wydajności sieci jest więc pobranie/wysłanie pewnej ilości danych i zmierzenie czasu jaki zajmie nam ta czynność.

Wyniki testu wydajności sieci mogą być zniekształcone przez inne czynniki nie będące bezpośrednio elementami sieci komputerowej. Wysyłając lub pobierając dane należy pamiętać o tym, że muszą one być odczytane i zapisane na dysku. Jeżeli dysk twardy komputera ma maksymalną prędkość zapisu/odczytu niższą niż szybkość sieci wynik testu przepustowości nie będzie pokazywał wydajności sieci a jedynie wynik zapisu/odczytu danych na dysku twardym. W takim przypadku możemy powiedzieć że tzw. "wąskim gardłem" naszego systemu komputerowego jest dysk twardy. Kolejnym, często występującym, czynnikiem przekłamującym wydajność sieci są ograniczania prędkości pobierania plików stosowane na serwerach udostępniających pliki. Ponieważ dostawcy usług pobierania plików muszą zapewnić dostęp do pobierania plików jak największej ilości klientów nie mogą przy pobieraniu dopuścić do osiągania maksymalnej prędkość pobierania przez tylko jednego klienta. Na serwerach plików dzieli się maksymalną prędkość wysyłania danych od serwera do klienta przez spodziewana liczbę klientów w nadym okresie czasu dlatego pobierając plik przez Internet o przepustowości np 300 Mb/s maksymalny transfer to np. 10Mb/s.

Do testowania przepustowości sieci możemy posłużyć się dowolnym programem, który pobiera/wysyła dane. Aby uzyskać wiarygodne wyniki należy jednak powtórzyć je wiele razy w różnych dniach i godzinach. Test wydajności możemy przeprowadzić za pomocą programów takich jak: wget, ping lub też za pomocą dedykowanych do tego celu stron www: speeedtest.net, www.nperf.com.

wget

Program wget to program konsolowy używany najczęściej w środowisku Linux. W systemie operacyjnym MS Windows od wersji 10 istnieje łatwa możliwości "instalacji" systemu Linux za pomocą technologi WSL (Windows Subsystem for Linux). Aby przeprowadzać test przepustowości sieci za pomocą programu wget - w tym celu w konsoli (terminal tekstowy) wydajemy polecenie: wget https://ftp.icm.edu.pl/debian/dists/Debian8.11/main/Contents-amd64.gz , polecenie to uruchamia pobieranie pliki z adresu internetowego: https://ftp.icm.edu.pl/debian/dists/Debian8.11/main/Contents-amd64.gz. Jak widzimy na poniższym obrazie otrzymujemy informacje: pobrano 26 MB z prędkością 11,2 MB/s w 2,3 sekundy.

(Rysunek 1. Test prędkości sieci za pomocą programu wget)

Za pomocą programu wget możemy wykonać wiele prób jednocześnie, przykład:

wget -r --tries=10 http://www.onet.pl/ -o log

Wykonujemy tu pobieranie rekursywne (-r) zawartości strony www.onet.pl , próby pobierania powtórzymy 10 razy, wyniki zapiszmy w pliku log. Wyniki zapisane w pliku log przedstawiają czas oraz prędkość transferu dany ze strony www.

ping

ping wp.pl
PING wp.pl (212.77.98.9) 56(84) bytes of data.
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=1 ttl=55 time=16.0 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=2 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=3 ttl=55 time=15.2 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=4 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=5 ttl=55 time=15.2 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=6 ttl=55 time=15.2 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=7 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=8 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=9 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=10 ttl=55 time=15.3 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=11 ttl=55 time=15.2 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=12 ttl=55 time=15.2 ms
64 bytes from www.wp.pl (212.77.98.9): icmp_seq=13 ttl=55 time=15.2 ms

--- wp.pl ping statistics ---
13 packets transmitted, 13 received, 0% packet loss, time 12015ms
rtt min/avg/max/mdev = 15.185/15.307/16.032/0.212 ms

W powyższym przykładzie wysłano wo serwera o adresie www.wp.pl 13 razy pakiet ICMP Echo Request  i odebrano tyle samo odpowiedzi (ICMP Echo Reply). Ostatnia linia przykłądu ( min/avg/max/mdev = 15.185/15.307/16.032/0.212 ms ) zawiera wynik testu prędkości przesyłania pakietu prze sieć  - im mniejsze czasy odpowiedzi tym nasza sieć jest wydajniejsza.

speedtest.net