대역폭(컴퓨팅)

Bandwidth (computing)
이 기사는 초당 비트 수로 표현되는 컴퓨팅 및 네트워킹 사용에 대한 것입니다.헤르츠 단위로 측정된 신호 이론 및 처리의 개념은 대역폭(신호 처리)을 참조하십시오.그 외의 용도는 대역폭(동음이의)을 참조해 주세요.

컴퓨팅에서 대역폭은 특정 경로를 통한 최대 데이터 전송 속도입니다.대역폭은 네트워크 대역폭,[1] 데이터 [2]대역폭 또는 디지털 [3][4]대역폭으로 특징지을 수 있습니다.

대역 폭의 이 정의는 신호 처리, 무선 통신 모뎀 데이터 전송, 디지털 통신, 그리고 대역 폭 아날로그 신호 대역 폭 Hz에서 측정한다 electronics,[표창 필요한]분야와는 대조적으로 최고 최저 값을 주파수 사이의 주파수 범위는 동안 의미이다.한 well-d을 만나신호 전력의 기능 저하 수준.달성 가능한 실제 비트환율은 신호 대역폭뿐만 아니라 채널 상의 노이즈에도 의존합니다.

네트워크 용량

bandwidth라는 용어는 디지털 통신 시스템에서 논리 또는 물리 통신 경로의 최대 throughput, 즉 "피크 비트레이트", "정보 레이트" 또는 "유용한 비트레이트"를 정의하는 경우가 있습니다.예를 들어 대역폭 테스트는 컴퓨터 네트워크의 최대 처리량을 측정합니다.링크에서 유지할 수 있는 최대 속도는 이러한 통신 시스템의 섀넌-하틀리 채널 용량에 의해 제한됩니다.이것은 헤르츠 단위의 대역폭과 채널 상의 노이즈에 의존합니다.

네트워크 소비량

소비 대역폭(비트/초)은 달성된 throughput 또는 goodput에 대응합니다.즉, 통신 패스를 통한 데이터 전송의 평균 레이트에 대응합니다.소비되는 대역폭은 대역폭 쉐이핑, 대역폭 관리, 대역폭 슬롯링, 대역폭 상한, 대역폭 할당(대역폭 할당 프로토콜 및 동적 대역폭 할당 등) 등의 테크놀로지에 의해 영향을 받을 수 있습니다.비트 스트림의 대역폭은 연구된 시간 간격 동안의 평균 소비 신호 대역폭(비트 스트림을 나타내는 아날로그 신호의 평균 스펙트럼 대역폭)에 비례합니다.

채널 대역폭은 유용한 데이터 스루풋(또는 goodput)과 혼동될 수 있습니다.예를 들어, x bps를 사용하는 채널은 프로토콜, 암호화 및 기타 요소가 상당한 오버헤드를 추가할 수 있으므로 반드시 x 속도로 데이터를 전송하지는 않을 수 있습니다.예를 들어, 많은 인터넷 트래픽은 각 트랜잭션에 대해 3방향 핸드쉐이크가 필요한 TCP(Transmission Control Protocol)를 사용합니다.비록 많은 현대 구현에서 프로토콜은 효율적이지만, 더 단순한 프로토콜에 비해 상당한 오버헤드를 추가합니다.또한 데이터 패킷이 손실될 수 있으므로 유용한 데이터 스루풋이 더욱 감소합니다.일반적으로 효과적인 디지털 통신을 위해서는 프레이밍 프로토콜이 필요합니다. 오버헤드와 유효 스루풋은 구현에 따라 달라집니다.유용한 throughput은 실제 채널 용량에서 구현 오버헤드를 뺀 값 이하입니다.

최대 스루풋

네트워크의 점근 대역폭(공식적으로 점근 스루풋)은, 예를 들면, 메시지사이즈(송신원으로부터의 초당 패킷수)[5]가 최대치에 가까워졌을 경우, 그리디 송신원의 최대 스루풋의 측정치입니다.

점근 대역폭은 보통 네트워크를 통해 다수의 매우 큰 메시지를 전송하여 엔드 투 엔드의 throughput을 측정함으로써 추정됩니다.다른 대역폭과 마찬가지로 점근 대역폭은 초당 비트의 배수로 측정됩니다.대역폭 스파이크는 측정을 왜곡할 수 있기 때문에 통신사업자는 95번째 백분위수 방식을 사용하는 경우가 많습니다.이 방법에서는 대역폭 사용량을 지속적으로 측정하고 상위 5%를 [6]삭제합니다.

멀티미디어

디지털 대역폭은 멀티미디어 비트레이트 또는 멀티미디어 데이터 압축 후 평균 비트레이트(소스 코딩)라고도 합니다.이것은 데이터의 총량을 재생 시간으로 나눈 값으로 정의됩니다.

비압축 디지털 미디어의 대역폭 요건은 실용적으로 높기 때문에 데이터 [7]압축을 통해 필요한 멀티미디어 대역폭을 대폭 줄일 수 있습니다.미디어 대역폭을 줄이기 위해 가장 널리 사용되는 데이터 압축 기술은 Nasir Ahmed가 1970년대 [8]초에 처음 제안한 이산 코사인 변환(DCT)입니다.DCT 압축은 디지털 신호에 필요한 메모리와 대역폭을 대폭 줄여 비압축 미디어에 [9]비해 최대 100:1의 데이터 압축률을 달성할 수 있습니다.

웹 호스팅

웹 호스팅 서비스에서 대역폭이라는 용어는 예를 들어 한 달 동안 누적된 대역폭 소비량(월 [citation needed][10]단위 기가바이트)과 같이 소정의 기간 내에 웹사이트 또는 서버 간에 전송되거나 전송되는 데이터의 양을 나타내기 위해 잘못 사용되는 경우가 많다.월별 또는 일정 기간의 최대 데이터 전송량을 의미하는 보다 정확한 표현은 월별 데이터 전송입니다.

최종 사용자 ISP에서도 같은 상황이 발생할 수 있습니다.특히 네트워크 용량이 한정되어 있는 경우(인터넷 접속이 충분히 발달하지 않은 지역이나 무선 네트워크 등).

인터넷 접속

다음 표는 일반적인 인터넷액세스 테크놀로지의 최대 대역폭(물리층 넷비트레이트)을 나타내고 있습니다.상세한 리스트에 대해서는, 을 참조해 주세요.

56 kbit/s 모뎀/다이얼업
1.5 Mbit/s ADSL 라이트
1.544 Mbit/s T1/DS1
2.048 Mbit/s E1 / E-캐리어
4 Mbit/s ADSL1
10 Mbit/s 이더넷
11 Mbit/s 무선 802.11b
24 Mbit/s ADSL2+
44.736 Mbit/s T3/DS3
54 Mbit/s 무선 802.11g
100 Mbit/s 패스트 이더넷
155 Mbit/s OC3
600 Mbit/s 무선 802.11n
622 Mbit/s OC12
1 기가비트/초 기가비트 이더넷
1.3 기가비트/초 무선 802.11ac
2.5 기가비트/초 OC48
5 기가비트/초 SuperSpeed USB
7 기가비트/초 무선 802.11ad
9.6 기가비트/초 OC192
10 기가비트/초 10 기가비트 이더넷, SuperSpeed USB 10 Gbit/s
20 기가비트/초 SuperSpeed USB 20 기가비트/초
40 기가비트/초 썬더볼트 3
100 기가비트/초 100 기가비트 이더넷

에드홀름의 법칙

주요 기사:에드홀름의 법칙

2004년 [11]Phil Edholm이 제안하고 이름을 딴 Edholm의 법칙은 통신 네트워크의 대역폭이 18개월마다 두 배로 증가한다는 것을 고수하고 있으며, 이는 1970년대부터 [11][12]사실로 입증되었다.이러한 경향은 인터넷,[11][12] 셀룰러(모바일), 무선 LAN 및 무선 퍼스널 에리어 네트워크의 경우에서 뚜렷하게 나타납니다.

MOSFET(Metal-oxide-Semiconductor 전계효과 트랜지스터)는 [13]대역폭의 급격한 증가를 가능하게 하는 가장 중요한 요소입니다.MOSFET (MOS 트랜지스터)는 모하메드 M에 의해 발명되었다. 1959년 [14][15][16]벨 연구소에서 Atalla와 Dawon Kahng은 현대 통신 [17][18]기술의 기본 구성요소가 되었습니다.지속적인 MOSFET 확장은 MOS 기술의 다양한 진보와 함께 무어의 법칙(2년마다 2배씩 증가하는 집적회로 칩의 트랜지스터 수)과 에드홈의 법칙([13]18개월마다 2배씩 증가하는 통신 대역폭) 모두를 가능하게 했습니다.

레퍼런스

  1. ^ 더글라스 커머, 컴퓨터 네트워크와 인터넷, 99페이지, 프렌티스 홀 2008.
  2. ^ Fred Halsall, 데이터+통신 및 컴퓨터 네트워크, 애디슨-웨슬리, 1985년 108페이지.
  3. ^ Cisco Networking Academy 프로그램: CCNA 1 및2 컴패니언 가이드, Volym 1-2, Cisco Academy 2003
  4. ^ 베루즈 A.Forouzan, 데이터 통신 및 네트워킹, McGraw-Hill, 2007
  5. ^ Chou, C. Y.; et al. (2006). "Modeling Message Passing Overhead". In Chung, Yeh-Ching; Moreira, José E. (eds.). Advances in Grid and Pervasive Computing: First International Conference, GPC 2006. pp. 299–307. ISBN 3540338098.
  6. ^ "What is Bandwidth? - Definition and Details". www.paessler.com. Retrieved 2019-04-18.
  7. ^ Lee, Jack (2005). Scalable Continuous Media Streaming Systems: Architecture, Design, Analysis and Implementation. John Wiley & Sons. p. 25. ISBN 9780470857649.
  8. ^ Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao" (PDF). Reprints from the Early Days of Information Sciences. 60. Retrieved 13 October 2019.
  9. ^ Lea, William (1994). Video on demand: Research Paper 94/68. House of Commons Library. Archived from the original on 20 September 2019. Retrieved 20 September 2019.
  10. ^ Low, Jerry. "How Much Hosting Bandwidth Do I Need For My Website?". WHSR.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  11. ^ a b c Cherry, Steven (2004). "Edholm's law of bandwidth". IEEE Spectrum. 41 (7): 58–60. doi:10.1109/MSPEC.2004.1309810. S2CID 27580722.
  12. ^ a b Deng, Wei; Mahmoudi, Reza; van Roermund, Arthur (2012). Time Multiplexed Beam-Forming with Space-Frequency Transformation. New York: Springer. p. 1. ISBN 9781461450450.
  13. ^ a b Jindal, Renuka P. (2009). "From millibits to terabits per second and beyond - Over 60 years of innovation". 2009 2nd International Workshop on Electron Devices and Semiconductor Technology: 1–6. doi:10.1109/EDST.2009.5166093. ISBN 978-1-4244-3831-0. S2CID 25112828.
  14. ^ "1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated". The Silicon Engine. Computer History Museum.
  15. ^ Lojek, Bo (2007). History of Semiconductor Engineering. Springer Science & Business Media. pp. 321–3. ISBN 9783540342588.
  16. ^ "Who Invented the Transistor?". Computer History Museum. 4 December 2013. Retrieved 20 July 2019.
  17. ^ "Triumph of the MOS Transistor". YouTube. Computer History Museum. 6 August 2010. Archived from the original on 2021-11-07. Retrieved 21 July 2019.
  18. ^ Raymer, Michael G. (2009). The Silicon Web: Physics for the Internet Age. CRC Press. p. 365. ISBN 9781439803127.