Strumento gratuito · Cina e rete
Calcolo latenza in fibra e throughput TCP
Calcoli il tempo di andata e ritorno minimo fisico tra due città su fibra e il throughput TCP che un singolo flusso può raggiungere. Solo fisica, non la nostra rete.
Digiti per cercare: capitali e città con almeno un milione di abitanti. 1,0 è la linea retta sul cerchio massimo; le rotte reali in fibra sono più lunghe.
- Distanza sul cerchio massimo
- 6427 km
- Minimo di andata e ritorno, fibra rettilinea
- 64,3 ms
- Andata e ritorno con fattore di percorso 1,5
- 96,9 ms
Solo fisica, non la nostra rete: la latenza misurata su qualsiasi rete è più alta.
Throughput TCP di un singolo flusso
Compilato dalla coppia di città; lo modifichi per provare altre latenze.
- Prodotto banda-ritardo
- –
- Limite della finestra
- –
- Limite da perdita (Mathis)
- –
- Massimo per un singolo flusso
- –
Limitato dalla perdita di pacchetti: riduca la perdita o usi più flussi.
Come funziona e i suoi limiti
Funziona nel browser: ciò che inserisce resta sul suo dispositivo e non viene mai caricato.
Il limite inferiore è la distanza ortodromica tra le due città moltiplicata per un fattore di percorso tipico, alla velocità della luce nella fibra, più un piccolo margine per gli apparati. Il throughput usa la dimensione della finestra e l’approssimazione di Mathis per la perdita di pacchetti.
Solo fisica, non la nostra rete: le rotte reali sono più lunghe dell’arco di cerchio massimo e aggiungono accodamento, quindi la latenza misurata è sempre superiore al limite inferiore. Le coordinate delle città provengono da un gazetteer aperto, citato di seguito.
Fonti dei dati e licenze
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City coordinates: GeoNames (opens in a new tab), licensed under CC BY 4.0 (opens in a new tab). Subset of cities15000; data modified.
Perché la latenza ha un limite fisico
Nessuna rete può superare la velocità della luce. Nella fibra ottica la luce viaggia a circa due terzi della sua velocità nel vuoto, quindi ogni chilometro di fibra aggiunge circa 5 microsecondi in ciascuna direzione. Il tempo di andata e ritorno più breve possibile tra due città deriva direttamente dalla distanza ortodromica che le separa: il doppio della distanza a 5 microsecondi per chilometro.
Le rotte reali sono più lunghe della linea ortodromica. I cavi seguono coste, confini e servitù di passaggio esistenti, e il traffico attraversa apparati che aggiungono un piccolo ritardo a ogni hop. Un fattore di percorso ne tiene conto: 1,0 è la linea retta, mentre le rotte reali sono comunemente da 1,2 a 2 volte più lunghe. Confrontare un tempo di andata e ritorno misurato con il limite inferiore mostra quanta parte del ritardo dipende dalla distanza e quanta dalla rotta e dalla rete.
La latenza limita anche il throughput. Una singola connessione TCP non può avere in transito più dati della propria finestra, quindi invia al massimo una finestra per ogni andata e ritorno: una finestra di 64 KB su un percorso intercontinentale trasporta solo pochi megabit al secondo, per quanto veloce sia il collegamento. La quantità di dati necessaria a tenere occupato un collegamento, cioè la sua larghezza di banda moltiplicata per il tempo di andata e ritorno, è il prodotto banda-ritardo; una finestra più piccola di tale valore lascia il collegamento in parte inattivo.
La perdita di pacchetti abbassa ulteriormente il tetto. L’approssimazione di Mathis stima il massimo che un flusso TCP standard può sostenere come la dimensione del segmento divisa per il tempo di andata e ritorno, moltiplicata per circa 1,22 e divisa per la radice quadrata del tasso di perdita. I percorsi lunghi rendono ogni perdita più costosa, perché ogni recupero richiede un intero tempo di andata e ritorno.
I collegamenti a lunga distanza richiedono quindi finestre più ampie, un controllo della congestione moderno o più flussi in parallelo per sfruttare la propria larghezza di banda. Usi il limite inferiore per definire le aspettative su un’applicazione tra due regioni, poi misuri il percorso reale prima di decidere la connettività.