Calculateur du produit bande passante-délai
Données
| Bande passante | 1 Gbps |
|---|---|
| Temps d'aller-retour (RTT) | 30 ms |
Calculateur du produit bande passante-délai
Calculez le produit bande passante-délai (BDP) à partir de la bande passante d'un lien et de son temps d'aller-retour. Le BDP est la quantité de données en transit sur un trajet et la taille de fenêtre TCP recommandée pour exploiter pleinement ce trajet.
Données
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Produit bande passante-délai
Bits en transit
Produit bande passante-délai
Le produit bande passante-délai (BDP) est la quantité de données pouvant occuper un trajet réseau à un instant donné — les données « en transit » entre un émetteur et un récepteur. C'est le chiffre le plus utile pour régler les connexions à haut débit, car il indique la taille que doit avoir une fenêtre TCP ou un tampon de socket pour exploiter pleinement un lien plutôt que de le laisser inactif pendant qu'il attend des accusés de réception.
La formule
BDPbits=B×T BDPoctets=8B×Toù est la bande passante en bits par seconde et le temps d'aller-retour (RTT), les deux grandeurs utilisant une base de temps d'une seconde. Le produit donne le nombre de bits sur le fil ; le diviser par 8 le convertit en octets, l'unité dans laquelle les fenêtres et tampons TCP sont configurés.
Un modèle mental utile est un tuyau transportant de l'eau. La bande passante est la section transversale du tuyau et le RTT sa longueur, donc le produit bande passante-délai est le volume total du tuyau. Pour que l'eau s'écoule sans interruption, il faut qu'au moins ce volume d'eau circule en permanence.
Exemple chiffré. Un lien de 1 Gbit/s avec un temps d'aller-retour de 30 ms :
BDPbits=1000000000×0,030=30000000 bits BDPoctets=830000000=3750000 octets≈3,75 MoEnviron 3,75 Mo de données sont donc en transit à chaque instant, et une fenêtre TCP d'au moins cette taille est nécessaire pour saturer le lien. Divisez la bande passante par deux à 100 Mbit/s et le BDP tombe à 1,25 Mo ; le même débit ne demande alors plus qu'un tiers de tampon.
Pourquoi le BDP fixe la taille de la fenêtre
TCP est un protocole à fenêtre glissante : un émetteur ne peut avoir en attente que le nombre d'octets non acquittés que sa fenêtre permet. Une fois la fenêtre pleine, l'émetteur s'arrête et attend un aller-retour complet le retour des accusés de réception avant de pouvoir envoyer davantage.
Si la fenêtre est plus petite que le BDP, l'émetteur la vide avant le retour du premier accusé de réception, et le lien reste inactif pendant le reste de chaque aller-retour. Le débit atteignable est alors plafonné à :
deˊbit=RTTfeneˆtrequelle que soit la bande passante brute du lien. Régler la fenêtre de réception et les tampons de socket à au moins un BDP supprime ce goulot d'étranglement et permet à la connexion d'exploiter toute la capacité.
Réseaux longs et larges
Un trajet à grand produit bande passante-délai — bande passante élevée et latence élevée à la fois — est appelé réseau long et large (LFN). La fibre transcontinentale, les trajets intercontinentaux et les liens par satellite en sont des exemples typiques. Ils sont exigeants car la fenêtre doit être assez grande pour couvrir tout l'aller-retour.
L'en-tête TCP d'origine ne réservait que 16 bits au champ de fenêtre, le plafonnant à 64 Ko. Sur le trajet 1 Gbit/s, 100 ms ci-dessous, le BDP est de 12,5 Mo — presque 200 fois plus grand que cette limite. L'option de mise à l'échelle de fenêtre (RFC 7323) multiplie la fenêtre annoncée par une puissance de deux précisément pour que les connexions puissent croître vers le BDP sur de tels trajets.
| Trajet | Bande passante | RTT | BDP |
|---|---|---|---|
| LAN | 1 Gbit/s | 1 ms | 125 Ko |
| Internet régional | 100 Mbit/s | 30 ms | 375 Ko |
| Transcontinental | 1 Gbit/s | 60 ms | 7,5 Mo |
| Intercontinental | 1 Gbit/s | 100 ms | 12,5 Mo |
| Satellite géostationnaire | 50 Mbit/s | 600 ms | 3,75 Mo |
Notez que la latence compte autant que la bande passante : le lien satellite est bien plus lent que les trajets en fibre, et pourtant son énorme RTT lui donne un BDP comparable à celui d'une connexion transcontinentale.
Bits, octets et la mesure du RTT
La bande passante est annoncée en bits par seconde tandis que les tampons sont configurés en octets, donc le facteur 8 est essentiel — exprimer le BDP en bits surestimerait le tampon nécessaire d'un facteur huit. Pour choisir les valeurs, utilisez la bande passante du goulot d'étranglement (le lien le plus lent de la route) et un RTT réaliste mesuré avec ping ou à partir d'une capture de paquets. Sur la plupart des trajets étendus, le RTT est dominé par le délai de propagation — le temps que met la lumière à parcourir la distance — qu'aucun tampon ne peut réduire.
Une conséquence pratique est que deux liens de bande passante identique peuvent nécessiter des réglages très différents : celui dont l'aller-retour est le plus long a le plus grand BDP et exige la plus grande fenêtre. C'est aussi pourquoi un lien à haute bande passante vers un serveur lointain peut tout de même sembler lent si le système d'exploitation ou l'application plafonne la fenêtre sous le BDP.
Calculateurs liés
Pour voir comment la perte de paquets et le RTT bornent ensemble la vitesse réelle d'une connexion, utilisez le calculateur Calculateur de débit TCP. Pour décomposer un temps d'aller-retour en ses composantes de propagation, sérialisation, mise en file d'attente et traitement, utilisez le calculateur Calculateur de budget de latence. Pour convertir un débit entre des unités de bits par seconde et d'octets par seconde, voyez le calculateur Convertisseur de débit (bit/s).
Questions fréquentes (FAQ)
Qu'est-ce que le produit bande passante-délai ?
Le produit bande passante-délai (BDP) est la bande passante d'un lien multipliée par son temps d'aller-retour. Il équivaut à la quantité maximale de données pouvant être « en transit » — envoyées mais pas encore acquittées — sur le trajet à un instant donné.
Imaginez le lien comme un tuyau : la bande passante est son diamètre et le RTT sa longueur, donc le BDP est le volume du tuyau. Pour exploiter toute la capacité, l'émetteur doit pouvoir avoir au moins un BDP de données non acquittées en attente.
Comment le BDP détermine-t-il la taille de la fenêtre TCP ?
TCP ne peut avoir en attente qu'autant de données que sa fenêtre d'envoi et de réception le permet. Si la fenêtre est plus petite que le BDP, l'émetteur la vide puis attend un aller-retour complet les accusés de réception avant de continuer, laissant le lien inactif.
Régler la fenêtre de réception TCP et les tampons de socket à au moins le BDP en octets permet à l'émetteur de garder le tuyau plein. Les piles modernes utilisent la mise à l'échelle de fenêtre et l'auto-réglage pour faire croître automatiquement la fenêtre vers le BDP, mais sur les systèmes limités ou anciens, vous devrez peut-être relever les limites des tampons à la main.
Qu'est-ce qu'un réseau long et large (LFN) ?
Un réseau long et large est un trajet à grand produit bande passante-délai — une bande passante élevée combinée à une latence élevée, comme un lien transcontinental ou par satellite. Ces trajets ont besoin de grandes fenêtres pour rester pleins : un lien de 1 Gbit/s avec un RTT de 100 ms a un BDP de 12,5 Mo, bien plus grand que le maximum de 64 Ko de TCP sans mise à l'échelle.
Les réseaux longs et larges sont précisément l'endroit où la mise à l'échelle de fenêtre, les grands tampons et les algorithmes modernes de contrôle de congestion comptent le plus.
Pourquoi la latence, et pas seulement la bande passante, limite-t-elle le débit ?
Comme TCP attend les accusés de réception, le débit est plafonné à la taille de fenêtre divisée par le RTT, quelle que soit la bande passante brute du lien. Doubler le RTT double le BDP et donc double la fenêtre nécessaire pour la même vitesse. C'est pourquoi un lien rapide vers un serveur lointain peut sembler lent : si la fenêtre ne couvre pas l'aller-retour, la connexion passe la majeure partie de son temps à attendre plutôt qu'à envoyer.
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