1. O documento discute conceitos-chave de desempenho de redes como largura de banda, latência e produto atraso x largura de banda. 2. Apresenta as definições de largura de banda e latência e como são medidas. Largura de banda é a taxa de transferência de bits por segundo em um link, enquanto latência é o tempo para uma mensagem atravessar a rede. 3. Explica que o produto atraso x largura de banda representa a quantidade de dados que podem ser armazenados em um canal

1. Introdução a Sistemas de Computadores
Requisitos de Um Sistema de Computadores
(Desempenho)
Agenda
1. Largura da Banda e Latência
2. Produto Atraso X Largura de Banda
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2. Introdução
Até agora estivemos concentrados nos aspectos funcionais
das redes de computadores
As Redes de Computadores precisam de funcionar bem
A eficácia da computação distribuída pela rede normalmente
depende directamente da eficácia com que a rede
disponibiliza os dados para a computação
Embora o antigo ditado de programação Primeiro Faça Certo
e Depois Faça Rápido seja valido em muitos ambientes de
computação para as Redes de Computadores é normalmente
necessário Projectar para o Desempenho
Para isso é importante conhecer e entender os diversos
factores que influenciam o desempenho da rede de
computadores.
Largura da Banda e Latência
O Desempenho da Rede de Computadores é medido de
duas maneiras fundamentais:
Largura de Banda (também chamada Throughput)
Latência (também chamada atraso)
A Largura de Banda de um Link é dada pelo número de bits
que podem ser transmitidos por esse link num determinado
período de tempo
No deBits bits
L arg uradeBanda
UnidadedeT empo s
As vezes é útil pensar na Largura de Banda em termos do
tempo necessário para transmitir cada bit de dados
UnidadedeTempo
n InversodaL arg uradeBanda .
No deBits

3. Largura da Banda e Latência
Largura de Banda e Throughput são dois termos mais confusos usados
em rede de computadores
É importante saber como são usados em diferentes situações e saber
que normalmente são usados para indicar a mesma coisa:
Largura da Banda é literalmente uma medida da largura de uma banda de
frequência
Por exemplo uma linha telefónica de voz aceita uma banda de frequência
variando de 300 Hz a 3.300 Hz;
Diz-se que ela tem uma Largura de Banda de 3.300 Hz 300 Hz = 3.000
Hz e
Quando se fala da Largura da Banda de um Link, normalmente refere-se ao
numero de bits por segundo que podem ser transmitidos nesse Link
É importante distinguir entre a Largura de Banda que está disponível no
Link e o numero de bits por segundo que podem ser realmente (de facto)
transmitidos pelo Link
Costuma-se usar a palavra Throughput para se referir ao Desempenho
Medido de um sistema.
Devido a diversas ineficiências de implementação, um par de nodos
conectados por um Link com uma Largura de Banda de 10 Mbps poderia
atingir um Throughput de apenas 2 Mbps
Largura da Banda e Latência
Muitas vezes fala-se de requisitos da Largura da Banda de
uma aplicação. É o numero de bits por segundo que tem que
ser transmitidos pela rede de modo a que tenha um
desempenho aceitável.
Para umas aplicações esse numero poderia ser o Máximo Possível
Para algumas, poderia ser algum numero fixo (de preferência, não
mais do que a Largura de Banda disponível no Link)
Para outras, poderia ser um numero variável
A definição e determinação dos requisitos de Largura de
Banda de uma aplicação constitui uma etapa determinante
para desenhar uma rede que de facto responda aos
requisitos dessa aplicação.
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4. Largura da Banda e Latência
a) 1 Segundo
b)
1 Segundo
Fig. 20. Largura de Banda
Os bits transmitidos em determinada Largura de Banda podem ser
considerados como tendo alguma largura:
a) bits transmitidos a 1 Mbps (cada bit com 1 µs de Largura)
b) bits transmitidos a 2 Mbps (cada bit com 0,5 µs de Largura)
Largura da Banda e Latência
A segunda medida de Desempenho é a Latência, que
corresponde ao tempo gasto para uma mensagem atravessar
de uma ponta da uma rede para a outra.
A Latência é medida estritamente em unidades de tempo
Existem situações em que é mais importante saber quanto
tempo é necessário para enviar uma mensagem de uma
ponta da rede a outra e retornar, em vez de Latência em um
sentido. Chama-se a esse tempo de Tempo de Ida e Volta
(Round-Trip Time TTL) da rede
Normalmente pensa-se na Latência como tendo três
componentes:
Atraso de propagação da luz
Tempo gasto para transmitir uma unidade de informação
Atraso na fila dentro de uma rede
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5. Largura da Banda e Latência
Latencia Pr opagacao Transnmiss ao Fila
Distancia
Pr opagacao VelocidadeDaLuz
TamanhoDaI nformacao
Transmissao
LarguraDeBanda
Onde:
Distancia é o tamanho do fio ou meio de propagação
Velocidade da Luz é a velocidade efectiva de propagação da luz nesse
fio ou meio de propagação
Tamanho é o tamanho do pacote
Largura de Banda é a largura de banda em que o o pacote é
transmitido
Produto Atraso X Largura da Banda
Largura de
Banda
Atraso
O Produto Atraso Largura de Banda é importante de se
conhecer para a construção de Redes de Alto Desempenho
pois corresponde a quantos bits o emissor precisa transmitir
antes que o primeiro bit chegue ao receptor
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6. Produto Atraso X Largura da Banda
Também é útil falar sobre o produto destas duas medida,
normalmente chamado de Atraso X Largura de Banda
Intuitivamente se penarmos em um canal entre um par de
processos como um tubo oco, onde:
a Latência corresponde a extensão do tubo e
a Largura de Banda indica o diametro do tubo, então o Produto Atraso
X Largura de Banda é o volume de informação no tudo, isto é, o
numero de bits que ele contem.
Por exemplo, um canal transcontinental com uma Latencia
unidirectional de 50 ms e uma Largura de Banda de 45 Mbps
é capaz de manter:
Aproximadamente 280 KB de dados.

7. Grupo II
1. Determine a largura de um bit num link de 1 Gbps? Qual é o comprimento de um bit num
cabo de cobre onde a velocidade de propagação da luz é de 2,3 x 108 m/s.
2. Supõe que um link ponto-a-ponto de 100 Mbps está sendo estabelecido entre a terra e
uma estação (colónia) lunar. A distância entre a terra e a lua é aproximadamente de
385.000 km, e que os dados são transmitidos nesse link a uma velocidade da luz, isto é,
3 x 108 m/s.
a. Determine o RTT mínimo deste link.
b. Usando o RTT como delay (atraso), calcule o produto Delay x Bandwidth (Atraso x
Largura de Banda) deste link.
c. Explique o sentido físico do produto Delay x Banwidth (Atraso x Largura de
Banda) determinado na alinea anterior
d. Uma máquina fotográfica (câmara) na estação lunar tira fotografias da terra e
guarda-as (grava-as) no formato digital num disco. Supõe que a estação de
controle da missão na terra pretende fazer o download (baixar) a imagem mais
recente, que é 25 MB. Qual é o tempo mínimo que vai passar entre o momento em
que é emitido o pedido de transferência de dados e o momento em que termina a
transferência da imagem.
3. Os hosts A e B estão interligados via um switch S através de dois links iguais de 10
Mbps. O atraso devido a propagação em cada um dos links é de 20 μs. S é um
dispositivo do tipo Store-and-forward; começa a retransmitir cada pacote 35 μs depois
de o ter recebido. Determine o tempo total necessário para transmitir 10.000 bits entre A6
e B.
a. Como um pacote simples
b. Como dois pacotes de 5.000 bits cada enviados um depois do outro.