ネットワーク

【ネットワーク】スループット計算

スループット計算について、まとめました。

この記事で解決できること

  • スループット計算が分かるようになる。

関連記事

【Wireshark】無料で使える通信プロトコルアナライザ

【ネットワーク】スループット計算

【ネットワーク】WiMAXが遅い気がするので調べた

【ネットワーク】ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況

【ネットワーク】SILEXのUSB3.0対応デバイスサーバはとても便利だった

【テレワーク】お薦めのオンラインミーティングサービス3つ(Teams、WebEx、Zoom)

スループットとは?

スループット(Wikipedia)とは何か?定義はこんな感じ。

スループット(英: Throughput)は、一般に単位時間当たりの処理能力のこと。特に
・コンピュータやネットワークが一定時間内に処理できるデータ量のこと。
レイテンシとならんで、パフォーマンスの評価基準となる。
・コンピュータ・ネットワークを構成する機器によって、送信フレームが損失しない最大レート。

出典:スループット(Wikipedia)

スループットはビットレート(Wikipedia)で示される。定義はこんな感じ。

電気通信やコンピューティングにおいて、ビットレートまたはビット速度(ビットそくど、英語: bit rate, bitrate)とは、単位時間あたりに転送または処理されるビット数である。変数 R として表される。

ビットレートには、通常ビット毎秒(bit/s)の単位が用いられ、キロ、メガ、ギガ、テラなどのSI接頭辞と組み合わせて使用される。非公式な略称"bps"が"bit/s"の代わりに使われることが多く、例えば"1 Mbps"は100万ビット毎秒を意味する。

1バイト毎秒(1 B/s)は8ビット毎秒に相当する。

SI接頭辞2進接頭辞の使い分けについては諸説あるが、SI接頭辞、2進接頭辞コンピューターで使われるデータ容量の単位について2進接頭辞とSI接頭辞などを参考に定義をまとめた。

【定義】

・SI接頭辞
10のべき乗で表す。国際単位系(SI)で決められた接頭辞。

・2進接頭辞
2のべき乗で表す。
原則データ容量(メモリ容量、ディスク容量、ファイル容量など)を中心に使用し、
それ以外の基本単位などには使用してはならないと注意喚起されている。
CPUなどに使用される動作周波数などの単位も日本の計量法等により
国際単位系を用いる必要があるので周波数の単位で2進接頭辞は利用できない。

計算方法(基礎編)

まずは基礎的な計算方法。

例①:1秒間に1 Mbyte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。1 Mbyteは8 Mbit。よって8 Mbit/s(8,000,000 bit/s)となる。

例②:1ミリ秒間に1 Mbyte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。1 Mbyteは8 Mbit。
1秒は1,000ミリ秒。
1ミリ秒で8Mbit処理されるので、1ミリ秒の1,000倍である1秒につき8 Gbit処理される。
よって8 Gbit/s(8,000,000,000 bit/s)となる。

例③:1マイクロ秒間に1Mbyte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。1 Mbyteは8 Mbit。
1秒は1,000,000マイクロ秒。
1マイクロ秒で8Mbit処理されるので、1マイクロ秒の1,000,000倍(100万倍)である1秒につき8 Tbit処理される。
よって8 Tbit/s(8,000,000,000,000 bit/s)となる。

計算方法(応用編)

上記の例は計算を容易にするため、キリが良い数にしていたが、実際の現場ではキリの悪い数字を計算しなければならない。

例④:123マイクロ秒に987 byte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。987 byteは7896 bit。
1秒は1,000,000マイクロ秒。
123マイクロ秒で7896 bit処理されるので、
1マイクロ秒で64.195121 bit(7896 / 123)処理されるので、1マイクロ秒の1,000,000倍(100万倍)である1秒につき約64.2 Mbit処理される。
よって約64.2 Mbit/s(64,195,121 bit/s)となる。

例⑤:123ミリ秒に987 byte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。987 byteは7896 bit。
1秒は1,000ミリ秒。
123ミリ秒で7896 bit処理されるので、
1ミリ秒で64.195121 bit(7896 / 123)処理されるので、1ミリ秒の1,000倍である1秒につき約64.2 Kbit処理される。
よって約64.2 Kbit/s(64,195 bit/s)となる。

例⑥:123秒に987 byte処理される。

スループットはビット毎秒(bit/s)で計算される。
1 byteは8 bit。987 byteは7896 bit。
123秒で7896 bit処理されるので、
1秒で64.195121 bit(7896 / 123)処理される。
よって約64.2 bit/s(64.195 bit/s)となる。

計算方法(カンタンな計算方法)

私がよく脳内で行ってるカンタンな計算方法を紹介する。

例⑦:123マイクロ秒に987 byte処理される。

(1)処理サイズ(byte)を時間(単位を無視)で割る
987 / 123 = 約8.024 byte
(2)byteをbit換算するために8を掛ける
約8.024 * 8 = 約64.195 bit
(3)ミリ秒はK(キロ)をつける、マイクロ秒はM(メガ)をつける
今回マイクロ秒なので、約64.2 Mbit

例⑧:123マイクロ秒に987654 byte処理される。

(1)処理サイズ(byte)を時間(単位を無視)で割る
987654 / 123 = 約8029.7 byte
(2)byteをbit換算するために8を掛ける
約8029.7 * 8 = 約64237.6 bit
(3)ミリ秒はK(キロ)をつける、マイクロ秒はM(メガ)をつける
今回マイクロ秒なので、約64237.6 Mbit=約64.237 Gbit

まとめ

スループット計算について、まとめました。

実際に現場で使うとすぐに使えるようになると思いますので、ぜひご活用ください。

関連記事

【Wireshark】無料で使える通信プロトコルアナライザ

【ネットワーク】スループット計算

【ネットワーク】WiMAXが遅い気がするので調べた

【ネットワーク】ローカル5G(5G/LTE)とWi-Fiの最新状況

【ネットワーク】SILEXのUSB3.0対応デバイスサーバはとても便利だった

【テレワーク】お薦めのオンラインミーティングサービス3つ(Teams、WebEx、Zoom)

  • この記事を書いた人
  • 最新記事

ペイヴメント

ペイヴメントのエンジニア塾(当ブログ)では20年以上の経験から得られたプログラミング系ノウハウについてベテランにも満足して頂けるような内容の濃いコンテンツを初心者にも分かりやすい形で日々発信しています。【経歴】ベンチャーのソフトハウスで4年勤務後、精密機器メーカーのソフト開発部門に勤務し今に至ります。

-ネットワーク

Copyright© ペイヴメントのエンジニア塾 , 2020 All Rights Reserved.