नेटवर्क परफॉरमेंस

नेटवर्क प्रदर्शन से तात्पर्य ग्राहक द्वारा देखे गए नेटवर्क की सेवा गुणवत्ता के माप से है।

किसी नेटवर्क के प्रदर्शन को मापने के कई अलग-अलग तरीके हैं, क्योंकि प्रत्येक नेटवर्क प्रकृति और डिज़ाइन में भिन्न होता है। प्रदर्शन को मापने के बजाय मॉडलिंग और अनुकरण भी किया जा सकता है; इसका एक उदाहरण कतारबद्ध प्रदर्शन को मॉडल करने या नेटवर्क सिम्युलेटर का उपयोग करने के लिए राज्य संक्रमण आरेखों का उपयोग करना है।

प्रदर्शन उपाय
निम्नलिखित उपाय अक्सर महत्वपूर्ण माने जाते हैं:


 * आमतौर पर बिट्स/सेकंड में मापी जाने वाली बैंडविड्थ वह अधिकतम दर है जिससे सूचना स्थानांतरित की जा सकती है
 * थ्रूपुट वह वास्तविक दर है जिससे सूचना स्थानांतरित की जाती है
 * विलंबता प्रेषक और प्राप्तकर्ता के बीच इसे डिकोड करने में होने वाली देरी, यह मुख्य रूप से सिग्नल के यात्रा समय और सूचना के किसी भी नोड पर प्रसंस्करण समय का एक कार्य है।
 * सूचना प्राप्तकर्ता के पैकेट विलंब में घबराहट भिन्नता
 * त्रुटि दर दूषित बिट्स की संख्या को भेजे गए कुल के प्रतिशत या अंश के रूप में व्यक्त करती है

बैंडविड्थ
उपलब्ध चैनल बैंडविड्थ और प्राप्य सिग्नल-टू-शोर अनुपात अधिकतम संभव थ्रूपुट निर्धारित करते हैं। शैनन-हार्टले प्रमेय द्वारा निर्धारित से अधिक डेटा भेजना आम तौर पर संभव नहीं है।

थ्रूपुट
थ्रूपुट प्रति यूनिट समय में सफलतापूर्वक वितरित संदेशों की संख्या है। थ्रूपुट को उपलब्ध बैंडविड्थ, साथ ही उपलब्ध सिग्नल-टू-शोर अनुपात और हार्डवेयर सीमाओं द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस लेख के प्रयोजन के लिए थ्रूपुट को रिसीवर पर डेटा के पहले बिट के आगमन से मापा जाना समझा जाएगा, ताकि थ्रूपुट की अवधारणा को विलंबता की अवधारणा से अलग किया जा सके। इस प्रकार की चर्चाओं के लिए, 'थ्रूपुट' और 'बैंडविड्थ' शब्दों का प्रयोग अक्सर एक दूसरे के स्थान पर किया जाता है।

टाइम विंडो वह अवधि है जिस पर थ्रूपुट मापा जाता है। उचित समय विंडो का चुनाव अक्सर थ्रूपुट की गणना पर हावी होगा, और विलंबता को ध्यान में रखा जाता है या नहीं, यह निर्धारित करेगा कि विलंबता थ्रूपुट को प्रभावित करती है या नहीं।

विलंबता
प्रकाश की गति सभी विद्युत चुम्बकीय संकेतों पर न्यूनतम प्रसार समय लगाती है। नीचे विलंबता को कम करना संभव नहीं है


 * $$t=s/c_m$$

जहां s दूरी है और cm माध्यम में प्रकाश की गति है (अधिकांश प्रकाशित तंतु  या विद्युत केबल मीडिया के लिए लगभग 200,000 किमी/सेकेंड, उनके वेग कारक पर निर्भर करता है)। इसका मतलब लगभग मेजबानों के बीच प्रति 100 किमी (या 62 मील) की दूरी पर अतिरिक्त मिलीसेकंड राउंड-ट्रिप में देरी (आरटीटी) है।

अन्य विलंब मध्यवर्ती नोड्स में भी होते हैं। पैकेट स्विच्ड नेटवर्क में कतार के कारण देरी हो सकती है।

कल
जिटर इलेक्ट्रानिक्स  और दूरसंचार में एक कल्पित आवधिक सिग्नलिंग (दूरसंचार) की वास्तविक आवधिकता से अवांछित विचलन है, जो अक्सर एक संदर्भ घड़ी सिग्नल के संबंध में होता है। जिटर को क्रमिक दालों की आवृत्ति, सिग्नल आयाम, या आवधिक संकेतों के चरण (तरंगों) जैसी विशेषताओं में देखा जा सकता है। जिटर लगभग सभी संचार लिंक (जैसे, USB, PCI-e, SATA, OC-48) के डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण और आमतौर पर अवांछित कारक है।  घड़ी पुनर्प्राप्ति  अनुप्रयोगों में इसे टाइमिंग जिटर कहा जाता है।

त्रुटि दर
डिजिटल प्रसारण में,  अंश  त्रुटियों की संख्या एक संचार चैनल पर आकड़ों का प्रवाह के प्राप्त बिट्स की संख्या है जो शोर (दूरसंचार), हस्तक्षेप (संचार), विरूपण या बिट तुल्यकालन त्रुटियों के कारण बदल दी गई है।

बिट त्रुटि दर या बिट त्रुटि अनुपात (बीईआर) अध्ययन किए गए समय अंतराल के दौरान स्थानांतरित बिट्स की कुल संख्या से विभाजित बिट त्रुटियों की संख्या है। बीईआर एक इकाई रहित प्रदर्शन माप है, जिसे अक्सर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

बिट त्रुटि संभावना '' पीeबीईआर का अपेक्षित मूल्य है। बीईआर को बिट त्रुटि संभावना का अनुमानित अनुमान माना जा सकता है। यह अनुमान लंबे समय अंतराल और बड़ी संख्या में बिट त्रुटियों के लिए सटीक है।

कारकों की परस्पर क्रिया
उपरोक्त सभी कारक, उपयोगकर्ता की आवश्यकताओं और उपयोगकर्ता धारणाओं के साथ मिलकर, नेटवर्क कनेक्शन की कथित 'स्थिरता' या उपयोगिता को निर्धारित करने में भूमिका निभाते हैं। थ्रूपुट, विलंबता और उपयोगकर्ता अनुभव के बीच संबंध को साझा नेटवर्क माध्यम के संदर्भ में और शेड्यूलिंग समस्या के रूप में सबसे उपयुक्त रूप से समझा जाता है।

एल्गोरिदम और प्रोटोकॉल
कुछ प्रणालियों के लिए, विलंबता और थ्रूपुट युग्मित इकाइयाँ हैं। टीसीपी/आईपी में, विलंबता सीधे थ्रूपुट को भी प्रभावित कर सकती है। प्रसारण नियंत्रण प्रोटोकॉल  कनेक्शन में, उच्च विलंबता कनेक्शन के बड़े बैंडविड्थ-विलंब उत्पाद, कई उपकरणों पर अपेक्षाकृत छोटे टीसीपी विंडो आकार के साथ मिलकर, प्रभावी रूप से उच्च विलंबता कनेक्शन के थ्रूपुट को विलंबता के साथ तेजी से गिरने का कारण बनता है। इसे विभिन्न तकनीकों से ठीक किया जा सकता है, जैसे कि टीसीपी कंजेशन विंडो का आकार बढ़ाना, या अधिक कठोर समाधान, जैसे पैकेट कोलेसिंग, टीसीपी त्वरण, और फॉरवर्ड त्रुटि सुधार, जो सभी आमतौर पर उच्च विलंबता उपग्रह लिंक के लिए उपयोग किए जाते हैं।

टीसीपी त्वरण टीसीपी पैकेट को एक स्ट्रीम में परिवर्तित करता है जो उपयोगकर्ता डेटाग्राम प्रोटेकॉलका उपयोग करें समान है। इस वजह से, टीसीपी त्वरण सॉफ़्टवेयर को लिंक की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अपने स्वयं के तंत्र प्रदान करने चाहिए, लिंक की विलंबता और बैंडविड्थ को ध्यान में रखना चाहिए, और उच्च विलंबता लिंक के दोनों सिरों को उपयोग की जाने वाली विधि का समर्थन करना चाहिए।

मीडिया एक्सेस कंट्रोल (मैक) परत में, थ्रूपुट और एंड-टू-एंड देरी जैसे प्रदर्शन मुद्दों को भी संबोधित किया जाता है।

विलंबता या थ्रूपुट प्रभुत्व वाली प्रणालियों के उदाहरण
कई प्रणालियों को अंतिम-उपयोगकर्ता उपयोगिता या अनुभव के संदर्भ में या तो थ्रूपुट सीमाओं या विलंबता सीमाओं के प्रभुत्व के रूप में वर्णित किया जा सकता है। कुछ मामलों में, प्रकाश की गति जैसी कठिन सीमाएं ऐसी प्रणालियों के लिए अनोखी समस्याएं पेश करती हैं और इसे ठीक करने के लिए कुछ भी नहीं किया जा सकता है। अन्य प्रणालियाँ सर्वोत्तम उपयोगकर्ता अनुभव के लिए महत्वपूर्ण संतुलन और अनुकूलन की अनुमति देती हैं।

उपग्रह
जियोसिंक्रोनस कक्षा में एक दूरसंचार उपग्रह ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच कम से कम 71000 किमी की पथ लंबाई लगाता है। जिसका अर्थ है संदेश अनुरोध और संदेश प्राप्ति के बीच न्यूनतम विलंब, या 473 एमएस की विलंबता। यह देरी बहुत ध्यान देने योग्य हो सकती है और उपलब्ध थ्रूपुट क्षमता की परवाह किए बिना सैटेलाइट फोन सेवा को प्रभावित करती है।

गहरे अंतरिक्ष संचार
पृथ्वी के वायुमंडल से परे अंतरिक्ष जांचों और अन्य लंबी दूरी के लक्ष्यों के साथ संचार करते समय ये लंबी पथ लंबाई संबंधी विचार और भी गंभीर हो जाते हैं। नासा द्वारा कार्यान्वित डीप स्पेस नेटवर्क एक ऐसी प्रणाली है जिसे इन समस्याओं से निपटना होगा। बड़े पैमाने पर विलंबता से प्रेरित, जीएओ ने वर्तमान वास्तुकला की आलोचना की है। पैकेटों के बीच रुक-रुक कर होने वाली कनेक्टिविटी और लंबी देरी को संभालने के लिए कई अलग-अलग तरीकों का प्रस्ताव किया गया है, जैसे देरी-सहिष्णु नेटवर्किंग।

और भी गहरा अंतरिक्ष संचार
अंतरतारकीय दूरी पर, किसी भी थ्रूपुट को प्राप्त करने में सक्षम रेडियो सिस्टम को डिजाइन करने में कठिनाइयाँ बहुत बड़ी हैं। इन मामलों में, संचार बनाए रखने में कितना समय लगता है, इसकी तुलना में संचार बनाए रखना एक बड़ा मुद्दा है।

ऑफ़लाइन डेटा परिवहन
परिवहन लगभग पूरी तरह से थ्रूपुट से संबंधित है, यही कारण है कि बैकअप टेप अभिलेखागार की भौतिक डिलीवरी अभी भी बड़े पैमाने पर वाहन द्वारा की जाती है।

यह भी देखें

 * बिटरेट
 * नेटवर्क थ्रूपुट को मापना
 * नेटवर्क ट्रैफ़िक माप
 * राउंड-ट्रिप में देरी का समय

संदर्भ

 * Fall, Kevin, "A Delay-Tolerant Network Architecture for Challenged Internets", Intel Corporation, February, 2003, Doc No: IRB-TR-03-003
 * Government Accountability Office (GAO) report 06-445, NASA'S DEEP SPACE NETWORK: Current Management Structure is Not Conducive to Effectively Matching Resources with Future Requirements, April 27, 2006
 * Fall, Kevin, "A Delay-Tolerant Network Architecture for Challenged Internets", Intel Corporation, February, 2003, Doc No: IRB-TR-03-003
 * Government Accountability Office (GAO) report 06-445, NASA'S DEEP SPACE NETWORK: Current Management Structure is Not Conducive to Effectively Matching Resources with Future Requirements, April 27, 2006

बाहरी संबंध

 * NASA's Deep Space Network Website
 * "It's the Latency, Stupid"