ما هي حاسبة إنتاجية TCP؟
تقدّر هذه الأداة أقصى إنتاجية نظرية يمكن أن يحققها اتصال TCP واحد اعتمادًا على حجم نافذة الاستقبال في بروتوكول TCP وزمن الذهاب والإياب في الشبكة (RTT). ولأن بروتوكول TCP لا يستطيع أن يُبقي في الطريق سوى ما يعادل نافذة واحدة من البيانات غير المؤكَّد استلامها في الوقت ذاته، فإن حجم النافذة وزمن RTT معًا يضعان سقفًا لسرعة انتقال البيانات — بصرف النظر عن عرض النطاق الفعلي للوصلة. وهذه العلاقة هي ما يُعرف بقيد حاصل عرض النطاق والتأخير (Bandwidth-Delay Product) الشهير.
كيفية الاستخدام
أدخِل حجم نافذة TCP بالكيلوبايت (KB) وزمن الذهاب والإياب بالميلي ثانية (ms). تقوم الحاسبة بتحويل حجم النافذة إلى بِتات وزمن RTT إلى ثوانٍ، ثم تُجري عملية القسمة لتعطيك الإنتاجية بوحدات Mbps وKbps وbps. وكلما كبُرت النافذة أو انخفض زمن RTT، ارتفعت الإنتاجية القابلة للتحقيق.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية بسيطة: الإنتاجية = حجم النافذة ÷ زمن RTT. وللحصول على وحدات متناسقة نُجري التحويلات التالية: 1 كيلوبايت = 1024 بايت = 8192 بِت، ويُقسَم زمن RTT بالميلي ثانية على 1000 للحصول على الثواني. وبذلك تكون الإنتاجية بالبِت في الثانية:
$$\text{الإنتاجية (Mbps)} = \frac{\text{النافذة (KB)} \times 1024 \times 8}{\text{RTT (ms)} / 1000} \times \frac{1}{10^{6}}$$والقسمة على 1,000,000 تعطينا القيمة بوحدة Mbps.
مثال محلول
لنفترض أن نافذة TCP تساوي 64 كيلوبايت وأن زمن RTT يساوي 50 ميلي ثانية. النافذة بالبِت = \(64 \times 1024 \times 8 = 524{,}288\) بِت. زمن RTT بالثواني = \(50 / 1000 = 0.05\) ثانية. إذًا الإنتاجية:
$$\text{الإنتاجية} = \frac{524{,}288}{0.05} = 10{,}485{,}760 \text{ بِت/ثانية} \approx 10.49 \text{ ميغابت/ثانية (Mbps)}$$وللاستفادة الكاملة من وصلة أسرع، ستحتاج إلى نافذة أكبر (وهذا ما يُعرف بتوسيع نافذة TCP – TCP Window Scaling).
الأسئلة الشائعة
لماذا لا تتطابق الإنتاجية مع سرعة وصلتي؟ لأن وجود نافذة صغيرة على مسار ذي زمن RTT مرتفع يحدّ من كمية البيانات التي يمكن أن تكون في الطريق في آنٍ واحد. ولهذا السبب كثيرًا ما تحتاج الوصلات بعيدة المدى إلى توسيع النافذة.
ما حجم النافذة الذي أحتاجه لسرعة مستهدفة؟ أعِد ترتيب المعادلة هكذا: حجم النافذة (بالبِت) = الإنتاجية × RTT. وهذا الحاصل هو نفسه حاصل عرض النطاق والتأخير، أي الحجم المثالي للمخزن المؤقت (Buffer).
هل تأخذ هذه الأداة فقدان الحُزم في الحسبان؟ لا — فهذه هي القيمة القصوى في حالة عدم وجود فقدان. أما الإنتاجية الفعلية على الوصلات التي تعاني من فقدان الحُزم فتكون أقل، ويُمثَّل لها بشكل أدق باستخدام معادلة ماثيس (Mathis equation).
