Ağ Gecikmesi ve Bant Genişliği Hesaplayıcı

TCP Veri Akış Hızını Sınırlayan Etkenler

Tek bir TCP akışının gerçek dünya koşullarındaki performansı, fiziksel bağlantı hızının her zaman altındadır. Ağ üzerindeki veri aktarım hızı; bağlantı kapasitesi, alıcı penceresi ve paket kaybı olmak üzere üç bağımsız üst sınır tarafından dikte edilir. Bu sınırlar arasından en düşük olanı, bağlantının nihai darboğazını belirler.

Ağ Gecikmesi ve Bant Genişliği Hesaplayıcı, girdiğiniz ağ yolu koşullarına göre bu sınırları analiz eder ve gerçekçi bir performans tavanı hesaplar. Hesaplama modeli, standart Ethernet protokol ek yüklerini hesaba katarak çalışır. Standart bir Ethernet çerçevesi, paket başına 78 bayt ek yük (40 bayt TCP/IP üst bilgileri ve fiziksel hat üzerinde 38 bayt hat ek yükü) getirir. Bu durum, teorik bağlantı hızının daha en baştan fiziksel olarak sınırlandırılmasına yol açar.

Ağ Yolu ve TCP Parametreleri

Hesaplayıcının doğru sonuçlar üretebilmesi için ağ yoluna ve protokol ayarlarına ait şu girdilerin tanımlanması gerekir:

• Bağlantı hızı: Yoldaki en yavaş geçiş noktasıdır ve genellikle internet tarifenizin nominal hızını temsil eder. Değerin sıfırdan büyük olması zorunludur.
• Gidiş-dönüş süresi (RTT): Karşı uca olan ping süresidir. Hesaplamada, ağ yük altındayken beklenen en büyük değer kullanılmalıdır. Değer sıfırdan büyük olmalıdır.
• Veri boyutu: Taşınacak dosya, yedekleme veya veri kümesi gibi toplam veri yükünü ifade eder. Sıfırdan büyük bir değer girilmelidir.
• Alıcı penceresi: Alıcının arabelleğe alabileceği bayt miktarını gösterir. Boş bırakıldığında pencere sınırı olmadığı varsayılır. Girilen değer sıfırdan büyük olmalı ve 1,073,725,440 bayt sınırını aşmamalıdır.
• MSS (bayt): Paket başına taşınabilecek maksimum yük baytı miktarıdır. Standart bir Ethernet çerçevesi için bu değer 1,460 bayttır. Boş bırakılması durumunda ek yükler ve kayıplar göz ardı edilir. Değer, 1 ile 65,495 arasında bir tam sayı olmalıdır.
• Paket kaybı (%): Ortalama paket kaybı olasılığıdır. Boş bırakılması veya 0 girilmesi, kayıp sınırı olmadığını gösterir. Değer yüzde 0 ile 100 arasında olmalıdır.
• Görüntülenen ondalıklar: Çıktı değerlerinin virgülden sonraki hassasiyet derecesini belirler.

Arayüzde bulunan Örnek yükle butonu alanları örnek verilerle doldururken, Temizle butonu tüm girdileri sıfırlar.

Hesaplama Formülleri ve Matematiksel Model

Araç, arka planda ağ teorisinin temel formüllerini kullanarak her bir tavan değerini ayrı ayrı hesaplar ve bunları birbiriyle karşılaştırır.

Temel Formül

Araçta kullanılan ana formül şu şekildedir:

veri akış hızı = min(hız × verimlilik, pencere ÷ RTT, MSS ÷ RTT ÷ √p) · BDP = hız × RTT

Adım Adım Yerine Koyma ve Türetme Formülleri

• Protokol verimliliği: Paket başlıklarının ve hat ek yükünün veri yüküne oranını gösterir. Protokol verimliliği = MSS ÷ (MSS + 78 B) (40 B paket üst bilgileri + hatta 38 B)
• Bağlantı üst sınırı: Fiziksel hattın protokol ek yükü düşüldükten sonra kalan net kapasitesidir. Bağlantı üst sınırı = hız × verimlilik
• Bant Genişliği-Gecikme Ürünü (BDP): Ağ hattını tamamen doldurmak için aynı anda yolda olması gereken veri miktarını belirtir. BDP = hız × RTT
• Yolu dolduracak pencere: Hattın tam kapasiteyle çalışabilmesi için gereken minimum alıcı penceresi boyutudur. Yolu dolduracak pencere = BDP ÷ 8
• Pencere üst sınırı: Alıcı penceresinin boyutu nedeniyle ulaşılabilecek maksimum hızı sınırlar. Pencere üst sınırı = pencere ÷ RTT
• Kayıp üst sınırı (Mathis): Paket kayıplarının TCP tıkanıklık kontrol mekanizması üzerindeki etkisini hesaplar. Kayıp üst sınırı (Mathis) = MSS ÷ RTT ÷ √p
• Beklenen veri akış hızı: Hesaplanan tüm tavan değerlerinin en düşüğüdür. Beklenen veri akış hızı = bu üst sınırların en düşüğü
• Aktarım süresi: İlk paket gecikmesi (1 RTT) ile verinin aktarılma süresinin toplamıdır. Aktarım süresi = RTT + 8 × boyut ÷ veri akış hızı = ‹rtt› + 8 × ‹size› ÷ ‹throughput› = ‹time›

Dinamik Sistem Uyarıları ve Sınırlar

Hesaplayıcı, girilen parametrelerin kombinasyonuna göre gerçek ağ donanımlarının ve protokollerinin sınırlarını tespit ederek kullanıcıyı bilgilendirir:

• TCP Pencere Ölçekleme Gereksinimi (RFC 7323): Eğer yolu doldurmak için gereken pencere boyutu 65,535 baytlık standart sınırı aşıyorsa araç şu uyarıyı gösterir: "Bu yolu doldurmak için ‹window› boyutunda bir pencere gerekir — bu, 65,535 baytlık ölçeklenmemiş maksimum değerin üzerindedir, bu nedenle her iki ucun da TCP pencere ölçeklemeyi (RFC 7323) müzakere etmesi gerekir."
• Protokol Sınırlarının Aşılması: RFC 7323 standartlarına göre TCP'nin müzakere edebileceği en büyük pencere boyutu 1,073,725,440 bayttır. Gereken pencere bu sınırı aştığında şu uyarı üretilir: "Bu yolu doldurmak için ‹window› gerekir — bu, TCP'nin müzakere edebileceği en büyük pencerenin (1,073,725,440 bayt) ötesindedir. Bu yoldaki tek bir akış hiçbir zaman ‹value› değerini aşamaz."
• Pencere İyileştirme Önerisi: Alıcı penceresinin dar olduğu durumlarda performansı artırmak için şu not tetiklenir: "Alıcı penceresini ‹window› değerine yükseltmek, bu aktarımın ‹value› değerine kadar ulaşmasını sağlar."
• Yüksek Kayıp Oranı: Mathis modeli, paket kayıplarının rastgele ve seyrek dağıldığı kararlı durumları simüle eder. Kayıp oranı %1'i geçtiğinde modelin doğruluğu azaldığı için sistem şu uyarıyı verir: "1% üzerindeki kayıp, Mathis modelinin güvenilir aralığının dışındadır — kayıp üst sınırını iyimser bir tahmin olarak değerlendirin."

Hata Mesajları ve Geçersiz Durumlar

Girdilerin doğrulanması sırasında veya hesaplama limitleri aşıldığında sistem aşağıdaki hata mesajlarını üretir:

• Sayısal olarak çözümlenemeyen girdiler için: "‹field›: “‹token›” bir sayı değil."
• Bağlantı hızı sıfır veya negatif olduğunda: "Bağlantı hızı sıfırdan büyük olmalıdır."
• Gidiş-dönüş süresi sıfır veya negatif olduğunda: "Gidiş-dönüş süresi sıfırdan büyük olmalıdır."
• Veri boyutu sıfır veya negatif olduğunda: "Veri boyutu sıfırdan büyük olmalıdır."
• Alıcı penceresi sıfır veya negatif olduğunda: "Alıcı penceresi sıfırdan büyük olmalıdır."
• Alıcı penceresi RFC 7323 sınırını aştığında: "TCP, 1,073,725,440 baytın üzerindeki bir pencereyi müzakere edemez (RFC 7323 pencere ölçekleme)."
• MSS değeri 1 ile 65,495 aralığının dışına çıktığında: "MSS, 1 ile 65,495 arasında tam sayı cinsinden bir bayt değeri olmalıdır."
• Paket kaybı aralığı geçersiz olduğunda: "Kayıp oranı yüzde 0 ile 100 arasında olmalıdır."
• Hesaplama sınırları aşıldığında: "Bir değer veya ara sonuç desteklenen sayı aralığını aşıyor."

Gizlilik ve Veri İşleme

Bu araçta gizlilik ön plandadır. Girdiğiniz her değer bu tarayıcıda hesaplanır — hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez. Tüm matematiksel işlemler yerel olarak tarayıcınızın JavaScript motoru üzerinde yürütülür.

Sıkça Sorulan Sorular

Aktarım hızım neden ödediğim bağlantı hızından daha yavaş?

Tek bir TCP akışı üç bağımsız üst sınırla karşılaşır ve en düşük olanı kazanır. Protokol ek yükü, bağlantının kendisini yaklaşık 5% oranında kırpar — standart bir Ethernet çerçevesi, hattaki 1,538 bayttan 1,460 yük baytı taşır. Alıcı penceresi, veri akış hızını pencere ÷ RTT ile sınırlar; bu nedenle klasik 65,535 baytlık pencere, bağlantı ne kadar hızlı olursa olsun 50 ms'lik bir yolu yaklaşık 10.5 Mbit/s ile sınırlandırır. Kayıp ise bunu (MSS ÷ RTT) ÷ √kayıp formülüyle sınırlar. Yukarıdaki sonuç, girdiğiniz sayılara göre hangi üst sınırın bağlayıcı olduğunu gösterir.

Bant genişliği-gecikme ürünü (BDP) nedir ve pencere boyutunu neden o belirler?

BDP — bağlantı hızı × gidiş-dönüş süresi — herhangi bir anda iletim halinde olan veri miktarıdır. TCP, tek seferde en fazla bir adet onaylanmamış pencereyi açık tutabilir; bu nedenle BDP'den daha küçük bir pencere hattı kısmen boş bırakır: 50 ms RTT ile 100 Mbit/s hızında hat 625 kB veri tutar ve 65,535 baytlık bir pencere bunun ancak onda birini doldurabilir. Hızlı ve uzun yolların, müzakere edilebilir maksimum değeri 65,535 bayttan yaklaşık 1 GB'a çıkaran TCP pencere ölçeklemeye (RFC 7323) ihtiyaç duymasının nedeni budur.

Paket kaybı TCP veri akış hızını nasıl sınırlar?

TCP, kaybı bir tıkanıklık olarak ele alır ve her kayıp olayında gönderim hızını yarıya indirir; bu nedenle hızlı yollarda çok küçük kayıp oranları bile önem taşır. Mathis modeli üst sınırı (MSS ÷ RTT) ÷ √p olarak tahmin eder — 1,460 bayt MSS'ye sahip 50 ms'lik bir yolda 0.01% kayıpla bu değer, bağlantı hızından bağımsız olarak yaklaşık 23 Mbit/s'dir. Model, eşit olarak dağılmış, bağımsız kayıp olaylarını varsayar; yaklaşık 1% altında gerçeği iyi takip eder, kesintili kayıplar için ise iyimser kalır.

Buradaki megabaytlar dosya yöneticimdekilerle aynı mı?

Tam olarak değil. Bu sayfa, ağ oluşturma kuralı olan ondalık birimleri kullanır: 1 kbit = 1,000 bit ve 1 MB = 1,000,000 bayt. Çoğu dosya yöneticisi, genellikle yanlış bir şekilde MB olarak etiketlenen 1024 tabanlı birimlerle sayım yapar — oradaki "100 MB" bir dosya genellikle 100 MiB ≈ 104.86 ondalık MB'tır, bu nedenle taşınması ondalık rakamın gösterdiğinden yaklaşık 5% daha uzun sürer. Bire bir eşleşmesi için buraya 104.86 MB girin.