حاسبة الحزم في الثانية
المدخلات
| معدل الوصلة | 1 Gbps |
|---|---|
| حجم الحزمة | 1,500 B |
| حِمل التأطير | 0 B |
حاسبة الحزم في الثانية
احسب عدد الحزم في الثانية التي يمكن لوصلة نقلها انطلاقًا من معدل البتات وحجم الحزمة وأي حِمل تأطير إضافي لكل حزمة. توضّح الحاسبة لماذا تُقيّد الحزم الصغيرة وصلة سريعة قبل وقت طويل من بلوغ معدل البتات الاسمي.
المدخلات
تفاصيل الوصلة والحزمة
النتائج
أدخل قيمة لعرض النتائج.
الحزم في الثانية
البتات لكل حزمة
الحزم في الثانية
الحزم في الثانية (pps) هي المعدل الذي تتعامل به وصلة أو جهاز مع الحزم الفردية، خلافًا للعدد الخام من البتات التي ينقلها. وهي المقياس الذي يحدّد ما إذا كان المبدّل أو الموجّه أو الجدار الناري سيواكب الحمل، لأن عتاد الشبكة يؤدي قدرًا ثابتًا من العمل لكل حزمة مهما كان حجمها كبيرًا أو صغيرًا. إن التحجيم وفق pps — لا وفق البتات في الثانية وحدها — هو ما يمنع حركة الصوت والألعاب وفيضانات الحزم من إغراق جهاز يبدو معدل بتاته الاسمي أكثر من كافٍ.
الصيغة
b=(P+F)×8 pps=bR=(P+F)×8Rحيث هو معدل الوصلة بالبت في الثانية، و حجم الحزمة بالبايت، و أي حِمل تأطير لكل حزمة بالبايت، و الحجم الكلي لحزمة واحدة على السلك بالبت. عامل الضرب 8 يحوّل عدد بايتات الحزمة إلى بتات حتى يمكن قسمته على رقم معدل البتات.
مثال محلول. وصلة بسرعة 1 جيجابت/ث تنقل حزمًا كاملة الحجم بطول 1500 بايت دون أي حِمل تأطير إضافي:
b=(1500+0)×8=12000 بت pps=120001000000000≈83333 حزمة/ثأي إن وصلة جيجابت تبلغ ذروتها قرب 83000 حزمة كبيرة في كل ثانية. وإذا خفّضت حجم الحزمة إلى النصف ليصبح 750 بايت فإن الوصلة نفسها يجب أن تمرّر نحو ضعف العدد من الحزم — قرابة 166000 في الثانية — لمعدل البتات ذاته.
لماذا يهيمن حجم الحزمة
لأن pps هي معدل الوصلة مقسومًا على عدد بتات الحزمة، فإنها تتناسب عكسيًا مع حجم الحزمة. يبيّن الجدول أدناه أقصى معدل إطارات لوصلة بسرعة 1 جيجابت/ث عند أحجام حمولة شائعة، مع تجاهل حِمل التأطير:
| حجم الحزمة | البتات لكل حزمة | الحزم في الثانية |
|---|---|---|
| 64 بايت | 512 | ~1,953,000 |
| 128 بايت | 1,024 | ~977,000 |
| 512 بايت | 4,096 | ~244,000 |
| 1500 بايت | 12,000 | ~83,000 |
| 9000 بايت (جامبو) | 72,000 | ~13,900 |
الانتقال من حزم بحجم 1500 بايت إلى حزم بحجم 64 بايت يضاعف معدل الحزم أكثر من عشرين مرة بينما يبقى معدل البتات ثابتًا. وكل واحدة من تلك الحزم لا تزال تحتاج إلى بحث عن مسار، وفحص للتحكم في الوصول، وتحديث للعدّاد، لذا فإن سعة الجهاز من pps — لا تصنيفه بالجيجابت/ث — هي أول ما ينهار تحت فيضان من الحزم الصغيرة.
حِمل التأطير
حجم الحزمة وحده يقلّل من تقدير ما يشغل السلك فعلًا. ففي إيثرنت، يُغلَّف كل إطار ببايتات إضافية لا تزال تستهلك من معدل البتات:
- المقدّمة ومحدّد البدء — 8 بايت تتيح للمستقبِلات التزامن.
- ترويسة إيثرنت — 14 بايت لعنوان MAC المصدر والوجهة إضافة إلى حقل النوع.
- تسلسل فحص الإطار — 4 بايت من تدقيق دوري للكشف عن الأخطاء.
- الفجوة بين الإطارات — فترة خمول إلزامية بطول 12 بايت بين الإطارات.
يضيف ذلك نحو 38 بايت إلى كل حزمة. وإدراجه يخفّض الحزم في الثانية المحسوبة قليلًا ويطابق أسوأ معدل إطارات يَنشره مصنّعو الواجهات. وبالنسبة لحمولة بطول 64 بايت يكون الحِمل كبيرًا نسبيًا؛ أما لحمولة بطول 1500 بايت فيقتطع بضع نقاط مئوية فقط من المعدل. استخدم اختيار إيثرنت السريع لإضافة بدل الـ 38 بايت، أو اترك الحِمل عند الصفر لتحسب الحمولة فقط.
معدل الخط مقابل الحزم في الثانية
معدل الخط هو معدل البتات الفيزيائي للوصلة، مثل 1 جيجابت/ث أو 10 جيجابت/ث. أما الحزم في الثانية فهي عدد الحزم المنفصلة التي تتسع في معدل البتات ذاك عند حجم معطى. يمكن لجهاز أن يحافظ على معدل الخط للحزم الكبيرة لكنه يُسقط مع ذلك الحزم الصغيرة بمجرد بلوغ سقف pps لديه، ولهذا تذكر صفحات البيانات رقمًا بالجيجابت/ث ورقمًا منفصلًا بـ pps (يُكتب غالبًا بالملايين، أي Mpps) يُقاس بحزم بأدنى حجم. وعند مقارنة العتاد لأحمال حسّاسة للزمن أو معرّضة للهجمات، يكون رقم pps للحزم الصغيرة هو الذي يهمّ.
حاسبات ذات صلة
لمعرفة كيف تشكّل أحجام الترويسات الحمولة القابلة للاستخدام لكل حزمة، استخدم حاسبة حاسبة MTU إلى MSS. ولتقدير معدل البيانات الذي يمكن لتدفق TCP بلوغه فعلًا عبر مسار عالي الفقد، استخدم حاسبة حاسبة إنتاجية TCP. ولتحويل معدل بتات بين bps وميجابت/ث وجيجابت/ث وبايت في الثانية، استخدم حاسبة محوّل الإنتاجية (بت/ث).
الأسئلة الشائعة (FAQ)
ماذا تعني الحزم في الثانية؟
الحزم في الثانية (pps) هي المعدل الذي يمرّر به جهاز ما الحزم الفردية، بصرف النظر عن حجم كل منها. تؤدي عتاد الشبكة قدرًا ثابتًا من العمل لكل حزمة — البحث عن وجهة، وتطبيق القواعد، وتحديث العدّادات — لذا كثيرًا ما تكون pps، لا معدل البتات الخام، هي الحد الحقيقي.
يمكن لمبدّل مصنّف لمليون ونصف حزمة في الثانية أن يُشبع بالحزم الصغيرة بينما تبقى سعته من معدل البتات نصف فارغة.
لماذا تخفّض الحزم الصغيرة الإنتاجية؟
كل حزمة تحمل التكلفة العتادية نفسها لكل حزمة، والحزم الصغيرة توزّع معدل بتات ثابتًا على عدد أكبر بكثير منها. تنقل وصلة بسرعة 1 جيجابت/ث نحو 83000 حزمة كاملة بحجم 1500 بايت في الثانية، لكن نحو 1.49 مليون حزمة بحجم 64 بايت في الثانية.
تتطلب الحزم الأصغر نحو 18 ضِعفًا من عمل التمرير مقابل العدد نفسه من البتات، ولهذا تُجهد فيضانات DDoS وحركة الصوت عبر الإنترنت الأجهزة أكثر بكثير من عمليات نقل الملفات الكبيرة.
ما الفرق بين معدل الخط والحزم في الثانية؟
معدل الخط هو معدل البتات الخام للوصلة الفيزيائية، مثل 1 جيجابت/ث. أما الحزم في الثانية فهي عدد الحزم المنفصلة التي تتسع في معدل البتات ذاك عند حجم معطى.
يمكن لجهاز يتعامل مع معدل الخط للحزم الكبيرة أن يُسقط الصغيرة منها إذا تُجووزت سعته من pps، ولهذا يذكر المصنّعون رقمًا بالجيجابت/ث ورقمًا منفصلًا بـ pps (أو Mpps) لأداء أسوأ الحالات مع الحزم الصغيرة.
هل ينبغي أن أُدرج حِمل تأطير إيثرنت؟
للحصول على حساب دقيق على السلك، نعم. علاوة على حمولة الحزمة، يضيف كل إطار إيثرنت مقدّمة بطول 7 بايت، ومحدِّد بدء بطول بايت واحد، و14 بايت ترويسة، وتسلسل فحص إطار بطول 4 بايت، وفجوة بين الإطارات بطول 12 بايت — نحو 38 بايت إجمالًا.
إدراج هذا الحِمل يخفّض رقم الحزم في الثانية قليلًا ويطابق أقصى معدل إطارات يَنشره مصنّعو الواجهات. اضبط الحِمل على الصفر إذا أردت المعدل المستند إلى حجم الحمولة فقط.