خطوات الاستخدام
الخطوة 1: فهم مفهوم الإنتاجية (Throughput) وزمن الانتقال (Latency). الإنتاجية هي كمية البيانات المنقولة في وحدة الزمن. زمن الانتقال هو الوقت الذي تستغرقه البيانات للانتقال من المصدر إلى الوجهة. في شبكات TCP، تُحسب الإنتاجية القصوى نظريًا بقسمة حجم النافذة (Window Size) على زمن الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT)، وهو ضعف زمن الانتقال.
الخطوة 2: إدخال حجم النافذة (Window Size). تطلبه هذه الحاسبة بالكيلوبايت، والكيلوبايت هنا = 1024 بايت (لا 1000)، فتُحوّله الحاسبة إلى بت بضربه في 1024 ثم في 8؛ فنافذة 64 كيلوبايت = 65,536 بايت = 524,288 بت. حجم النافذة هو مقدار البيانات التي يمكن إرسالها قبل انتظار التأكيد (ACK). كلما زاد حجم النافذة، زادت الإنتاجية المحتملة.
الخطوة 3: إدخال زمن الانتقال (Latency). أدخل زمن الانتقال بالمللي ثانية (ms) كما يوضح عنوان الحقل؛ وهو هنا زمن الاتجاه الواحد. هذا هو الوقت المستغرق لنقل إشارة من المرسل إلى المستقبل. لاحظ أن زمن الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT) = 2 × زمن الانتقال، وتُخرجه الحاسبة في تفصيل «RTT (ms)» حتى ترى ما قُسِم عليه بالضبط.
الخطوة 4: حساب الإنتاجية. تقوم الحاسبة بقسمة حجم النافذة (بالبِت) على RTT (= 2 × latency) للحصول على الإنتاجية بالبت/ثانية. الصيغة: Throughput = WindowSize / (2 × Latency). النتيجة تمثل أقصى إنتاجية ممكنة في ظل ظروف مثالية، مع إهمال فقدان الحزم وازدحام الشبكة. وتُخرج معها الإنتاجية بوحدة ميجابت/ثانية وكيلوبايت/ثانية للتقييم المباشر.
الخطوة 5: تفسير النتائج. الإنتاجية المحسوبة هي الحد الأقصى النظري. عمليًا، قد تكون أقل بسبب الازدحام، الأخطاء، أو حجم النافذة غير المُحسَّن. قارنها مع سرعة خط الإنترنت لتحديد ما إذا كان حجم النافذة هو العائق (مثال: إذا كانت الإنتاجية المحسوبة أقل من سرعة الخط، فأنت بحاجة لنافذة أكبر).
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الإنتاجية من زمن الانتقال بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، تحويل الوحدات: زمن الانتقال = 50 ms = 0.05 ثانية، حجم النافذة = 64 كيلوبايت = 64 × 1024 × 8 بت = 524288 بت (أو 64 × 1024 = 65536 بايت). الحساب: RTT = 2 × 0.05 = 0.1 ثانية. الإنتاجية بالبت/ثانية = حجم النافذة (بت) / RTT = 524288 / 0.1 = 5,242,880 بت/ثانية ≈ 5.24 ميجابت/ثانية. بالبايت/ثانية = 65536 / 0.1 = 655,360 بايت/ثانية ≈ 655 كيلوبايت/ثانية. هذا أقل بكثير من سرعات الإنترنت الحديثة (100 ميجابت/ثانية). لذا، لتحسين الإنتاجية، ينبغي زيادة حجم النافذة أو تقليل زمن الانتقال. على سبيل المثال، إذا رفعنا حجم النافذة إلى 256 كيلوبايت، تصبح الإنتاجية ≈ 20.97 ميجابت/ثانية. هذا يوضح مفهوم 'Bandwidth-Delay Product' (BDP) الذي يساوي RTT × سعة القناة. في هذا المثال، BDP = 0.1 × 100 Mbps = 10 ميجابت، أي أن النافذة المثلى يجب أن تكون 10 ميجابت/8 = 1.25 ميجابايت تقريبًا للحصول على إنتاجية كاملة.
الحل
المطلوب هو حساب حجم النافذة الذي يحقق الإنتاجية الكاملة (50 ميجابت/ثانية). نستخدم صيغة BDP: حجم النافذة (بت) = الإنتاجية المستهدفة × RTT = 50,000,000 بت/ثانية × (2 × 0.25 ثانية) = 50,000,000 × 0.5 = 25,000,000 بت = 25 ميجابت. تحويل إلى بايت: 25 ميجابت / 8 = 3.125 ميجابايت. أي أن إنشاء TCP يتطلب نافذة بحجم 3.125 ميجابايت على الأقل لتشبع القناة. في بروتوكول TCP القديم، كان حجم النافذة محدودًا بـ 65535 بايت (64 كيلوبايت)، مما يعطي أقصى إنتاجية ≈ 65535 × 8 / 0.5 ≈ 1,048,560 بت/ثانية ≈ 1 ميجابت/ثانية فقط. هذا يفسر سبب تطوير خيار 'Window Scaling' في TCP لزيادة حجم النافذة إلى قيم أكبر. في التطبيقات العملية، قد تكون هناك حاجة لتعديل إعدادات TCP (مثل التمرير عبر النوافذ) لتحقيق الأداء الأمثل.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الإنتاجية من زمن الانتقال.
مرجع — اتصال 50 ms بزمن الانتقال و 64 KB نافذة
- حجم النافذة (كيلوبايت)
- 64
- زمن الانتقال (مللي ثانية)
- 50
مرجع — أربع أضعاف النافذة على نفس المسار
- حجم النافذة (كيلوبايت)
- 256
- زمن الانتقال (مللي ثانية)
- 50
مرجع — مسار أقمار صناعية 250 ms مع نافذة 64 KB
- حجم النافذة (كيلوبايت)
- 64
- زمن الانتقال (مللي ثانية)
- 250
مرجع — كيلوبايت واحد ومللي ثانية واحدة (قيم صحيحة)
- حجم النافذة (كيلوبايت)
- 1
- زمن الانتقال (مللي ثانية)
- 1