Fachbeitrag «Bandbreitenabschätzung»

Netzwerktheorie

1. Die Vermeidung von Engpässen bei der Netzwerkverkabelung

 

2. Bandbreitenabschätzung

  1. Das schwächste Glied in der Kette bestimmt den Datendurchsatz: Die langsamste Teilstrecke für eine Verbindung bestimmt die Verbindungsgeschwindigkeit.
    Beispiel: Die langsamste der drei Teilstrecken zwischen PC2 und PC8 ist 10 MB/s, deshalb beträgt die Bandbreite zwischen den beiden PC's 10 Mbit/s.
  2. Geteilte Bandbreite auf derselben Verbindung: Wenn mehrere PC's über dieselbe Verbindung, also demselben Kabel, kommunizieren wollen, teilt sich die Bandbreite zwischen diesen auf. (Unabhängig davon ob Switch oder Hub)
    Beispiel: PC6, PC7 und PC8 am Switch2 wollen alle mit dem Server1 kommunizieren. Wegen der gemeinsamen 100 Mbit/s-Verbindung vom Server1 zum Switch1 steht jedem dieser PC's nur 33 Mbit/s zur Verfügung. (Trotz der 1Gbit/s-Verbindung zwischen den Switch’s.)
  3. Geteilte Bandbreite in derselben Kollisionsdomäne (an einem Hub): Wenn mehrere Stationen in derselben Kollisionsdomäne senden wollen, teilt sich die Sendebandbreite zwischen diesen auf.
    Beispiel: Da PC1, PC2, PC3 und PC4 am Hub1 in derselben Kollisionsdomäne sind, steht jedem dieser PC's nur je 2.5Mbit/s zum Senden zur Verfügung. Und weil das schwächste Glied in der Kette den Datendurchsatz bestimmt, ergeben sich bei Verbindungen zu allen weiteren PC's und Servern nicht mehr als diese 2.5 Mbit/s.

Bei der Beurteilung der Bandbreite müssen selbstverständlich alle diese drei Kriterien berücksichtig werden. Von Fall zu Fall ist das eine ode andere Kriterium dasjenige, das die Geschwindigkeit am stärksten begrenzt.

 

2.1 Bandbreitenreduktion am Switch

 

2.2 Bandbreitenreduktion im Netzwerk

  • Einem der 15 PC's an Switch1 steht eine theoretische Bandbreite von…
    100 * r1 * r2 = 100 * 0.667 * 0.714 = 47.6 Mbit/s zur Verfügung
  • Einem der 4 PC's an Switch2 steht eine theoretische Bandbreite von…
    100 * r2 = 100 * 0.714 = 71.4 Mbit/s zur Verfügung
  • Immer als Worst-Case-Betrachtung bzw. unter der Voraussetzung, dass alle PC's voll aktiv sind.

Achtung: Immer eine ganzheitliche Betrachtung

  • Gegenüber der vorangegangenen Situation sind nun an Switch1 7 PC's ausgeschaltet.
  • Einem der verbliebenen 8 PC's an Switch1 steht nun neu eine theoretische Bandbreite von…
    100 * r1 * r2 = 100 * 1 * 0.833 = 83.3 Mbit/s zur Verfügung
  • Einem der 4 PC's an Switch2 steht nun neu eine theoretische Bandbreite von…
    100 * r2 = 100 * 0.833 = 83.3 Mbit/s zur Verfügung
  • Immer als Worst-Case-Betrachtung bzw. unter der Voraussetzung, dass die erwähnten PC's voll aktiv sind.

 

2.3 Zusammenfassung Bandbreitenabschätzung

  • Die Bandbreitenabschätzung ist eine theoretische Betrachtung unter der Annahme, dass alle Stationen voll am senden sind
  • Die Bandbreitenreduktion wird mit dem Reduktionsfaktor r angegeben
  • Der Faktor r reduziert die Bandbreite
  • r ist grösser 0 und kleiner/gleich 1 (r kann somit nie grösser als 1 werden)
  • Die Gesamt-Bandbreitenreduktion entspricht dem Produkt der einzelnen Bandbreitenreduktionsfaktoren