Transcript Die Bandbreite und der Durchsatz

Lokale und globale Netzwerke
Die Bandbreite
© 2004, Thomas Barmetler
Lokale und globale Netzwerke – Die Bandbreite
Definition
Eine ganz wichtige Eigenschaft von LANs
oder WANs ist die Menge der übertragbaren
Daten in einem bestimmten Zeitraum, also
ihre Leistung zur Datenübertragung.
Diese charakteristische Größe wird
Bandbreite genannt.
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Lokale und globale Netzwerke – Die Bandbreite
Definition
Die kleinste übertragbare Informationseinheit wird als 1 Bit bezeichnet.
1 Bit kann entweder den
Wert „0“ oder „1“ annehmen.
Die grundlegende Zeiteinheit ist 1 Sekunde.
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Definition
Soll also die Menge der Informationen
angegeben werden die in einem bestimmten
Zeitraum übertragen wird, so kann dieser
Datenfluss in der Einheit „Bit pro Sekunde“
angegeben werden.
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Einheiten
Da die Leistungsfähigkeit von Netzwerken viel
größer als wenige Bit pro Sekunde ist gibt es
einige gängige Variationen der Einheit:
Einheit
Abkürzung Äquivalent
Bit pro Sekunde
Bp/s
1 Bit/s
Kilobit pro Sekunde
Kbp/s
1 kBit/s = 103 Bit/s
Megabit pro Sekunde
Mbp/s
1 MBit/s = 106 Bit/s
Gigabit pro Sekunde
Gbp/s
1 GBit/s = 109 Bit/s
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= Basiseinheit
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Veranschaulichung
Der Begriff „Bandbreite“ ist gerade zu Beginn
etwas abstrakt und damit schwer zu verstehen.
Mit Hilfe zweier Vergleiche soll das Verständnis
jedoch erleichtert werden:
• Bandbreite im Vergleich zu einem Rohrsystem
• Bandbreite im Vergleich zu einem Straßennetz
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Veranschaulichung (Rohre)
Bandbreite
Rohrdurchmesser
Netzwerkkomponenten
Datenpakete
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Pumpen, Ventile, ...
durchfließendem Wasser
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Veranschaulichung (Strasse)
Bandbreite
Anzahl der Fahrspuren
Netzwerkkomponenten
Datenpakete
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Auffahrten, Ampeln, ...
Fahrzeuge
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Maximale Bandbreite
Jeder Nutzer in einem Netzwerk möchte seine
Daten mit der größtmöglichen Geschwindigkeit
übertragen.
Jeder Nutzer hätte also gerne die maximale
Bandbreite zu seiner Verfügung.
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Maximale Bandbreite
Von was hängt jedoch die maximal zur Verfügung
stehende Bandbreite ab?
• Übertragungsmedium
(Kupferleitung, Glasfaserkabel, Funk)
• Erzeugung und Erkennung der Netzsignale
(Netzwerkkarte)
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Bandbreiten typischer Medien
Typisches Medium
Max.
Bandbreite
Max.
Entfernung
Funk
(WLAN)
54 MBit/s
100 m
50-Ohm-Koaxialkabel
(Ethernet 10Base5)
100 MBit/s
500 m
Ungeschirmtes, paarweise
verdrilltes Adernpaar (UTP) Cat 5
(Ethernet 10Base-T)
100 MBit/s
100 m
Glasfaserkabel
(Ethernet 1000Base-LX)
1000 GBit/s
3000 m
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Durchsatz
Leider wird in der Praxis die maximale Bandbreite
praktisch nie erreicht.
Dies hat verschiedene Ursachen:
•
•
•
•
Typ der übertragenen Daten
Aufbau (Topologie) des Netzes
Anzahl der Benutzer im gleichen Netz
Auslastung der beteiligten Rechner
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Durchsatz
Die Menge der tatsächlich über ein Netzwerk
übertragenen Daten wird als Durchsatz
bezeichnet.
Der Durchsatz wird in der gleichen Einheit wie
die Bandbreite angegeben*:
„Bit pro Sekunde“
* bzw. in den Abwandlungen
kBit/s, MBit/s, GBit/s
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Durchsatz
Es gilt stets:
Durchsatz ≤ Bandbreite
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Bedeutung der Bandbreite
• Sie ist begrenzt
• Sie kann Kosten sparen
• Sie ist ein wichtiger Maßstab für die Planung
und die Leistung eines Netzes
• Der Bedarf an Bandbreite nimmt ständig zu
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Quiz
• Was versteht man unter der „Bandbreite“ eines
bestimmten Übertragungsmediums?
• Wie viel Bit können pro Sekunde theoretisch
maximal per WLAN übertragen werden?
• Gegeben sind die zwei Kennzahlen 100 MBit/s
und 87 MBit/s eines Netzes. Welche der Zahlen
gibt die Bandbreite, welche den Durchsatz an?
• Erklären Sie den Unterschied zwischen
Bandbreite und Durchsatz.
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Sie starten gleichzeitig zwei Datenübertragungen:
• Den Inhalt einer 31/2‘‘ Diskette über eine ISDN
Leitung (Bandbreite: 64 kBit/s pro Kanal).
• Die Daten einer 10 GB Festplatte über eine
OC-48 Leitung (=Backbone von Datennetzbetreiber; Bandbreite: 2,488320 GBit/s)
Welche Datenübertragung ist schneller beendet?
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Lösung:
1,44  106 Byte  8 Bit
Byte  90 s
t 
1
2  64  103 Bit
s
10  109 Bit  8 Bit
Byte  32,15 s
t 
2 2,488320  109 Bit
s
Die Übertragung der großen Datenmenge der Festplatte
geht aufgrund der zur Verfügung stehenden Bandbreite
schneller als die wenigen Daten der Diskette über die
ISDN-Leitung (trotz Kopplung beider Kanäle).
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