Tento článek je určen jak pro začínající uživatele, aby se lépe zorientovali v chaosu pojmenování 🙂 tak i pro mírně pokročilé uživatele. Ti zde naleznou pár tipů a důsledků známých skutečností. Článek je dělen na kategorie, takže pokud dané části rozumíte, klidně přeskočte.
Určitě už jste slyšeli „bit“, „bajt“, „kilobit“, ale i „megabajt“, „několik giga“ nebo agregace, latence, odezva, ping.. Všechny tyto pojmy si v dnešním článku osvětlíme. V druhé polovině článku uvedu několik příkladů, jak různé využití internetu je náročné na rychlost vašeho připojení.
Bit
Jak se měří přenos informací? Aby se dalo mluvit o nějaké rychlosti přenosu informací, musíme si nejdříve říct co to ta informace je. Ano jsou to oblíbené nuly a jedničky. Do „políčka“ můžete vždy zapsat jen nulu nebo jedničku. 0 – 1, tedy NE – ANO. Toto „políčko“ je nejmenší jednotka informace, nemůže mít žádnou jinou hodnotu. Nemůže být ani prázdné. A právě toto jedno políčko se nazývá bit. Zkratka je malé „b“.
Byte
Veškeré informace se přenášejí pomocí za sebou jdoucích bitů, tedy jen pomocí jedniček a nul jdoucích za sebou. Určitě jste už slyšeli o „bajtu“ – anglicky: byte. Jaký je v tom rozdíl. Ač jsou si na první pohled ty slova podobná, liší se. Byte vznikne složením osmi bitů!. Je to tedy kombinace osmi políček, v nichž každé má hodnotu 0 nebo 1. Pro bajt („byte“) se užívá zkratka „B“. Tedy velké písmeno. S bajty jste se již setkali, pomocí nich se určuje třeba velikost pevného disku, flashky, RAMky apod. Bajt, jelikož je tvořen 8 bity, může nabývat hodnot 0-255, tedy 256 možných hodnot. (28 ). Pokud se chcete dozvědět více o bajtech a číselné reprezentaci zkuste se podívat sem.
Rychlost připojení
V telekomunikacích a tedy i pro stanovení rychlosti se bajt nepoužívá. Pro určení rychlosti přenosu se používají bity. Jak je to tedy s tou rychlostí připojení? Představme si, že naše připojení je trubka. A z té trubky k nám přicházejí jedničky a nuly.
Počítejme kolik těch jedniček a nul dokáže k nám z trubky vypadnout za každou sekundu. Pokud k nám vypadne každou sekundu jen jedna jednička nebo nula máme rychlost 1 bit za sekundu. Zapisuje se to 1b/s nebo 1bps (z anglického „bps“ = bit per second“ = bitů za sekundu) V minulosti se užívala také jednotka baud. Pro jednoduchost ji můžete chápat také jako „bit za sekundu“
Když nám z naší internetové trubky přiběhne tisíc jedniček či nul za sekundu, můžeme rychlost stanovit na 1000 bitů za sekundu, tedy 1000 bps nebo zkráceně také 1 kbps. Předpona „k“ (kilo) značí tisíc. Někdy se můžete setkat se zápisem velké „K“, ale je to většinou jen chybou autora. Fyzikální předpona „kilo“ pro násobek tisíce se píše s malým „k“.
Pokud z naší internetové trubky nám přiběhne za sekundu dokonce milion bitů, označujeme to pomocí zkratky mega – „M“ – milion. Jeden megabit za sekundu
1.000.000 bps = 1.000 kbps = 1 Mbps
Pokud máte to štěstí, že vaše internetová trubka je optické vlákno, může rychlost dosahovat až miliardy (tisíc miliónů) bitů za sekundu. To označíme pomocí zkratky giga – „G“ – miliarda. Jeden gigabit za sekundu.
1.000.000.000 bps = 1.000.000 kbps = 1.000 Mbps = 1 Gbps
Dvě důležité poznámky:
1) Historicky nebyl převodní vztah v IT mezi řády kilo, mega a giga vždy tisíc. Pro zjednodušení výpočtu se využívalo zkrácení čísla o deset bitů, čimž došlo k dělení číslem 1024 (210 =1024). 1 Mbps ve starším označení tedy znamenal 1024 x 1024 = 1.048.576 bitů. Nicméně dnes platí, že jednotky počítané se vztahem řádů 1024 jsou označeny dodatečným „i“ 1 Mib/s či 1 Mibps.
TIP: Pokud se s nimi setkáte, a potřebujete přepočet, neuděláte velkou chybu když budete považovat Mibps za stejně rychlé jako Mbps.
2) Pokud stahujete soubor, a vidíte rychlost počítanou v „Bajtech za sekundu“ a přijde vám, že je vše pomalé, jste oklamáni! Avšak jen vaším zrakem 🙂 Na začátku jsme si říkali, že bajt je složen z 8 bitů, pro každý bajt je tedy nutné k vám přenést 8 bitů. Pokud máte rychlost stahování 20 Mbps pak stahuje rychlostí: 20 / 8 = 2,5 MB/s
Všimněte si prosím velkého B. Značí bajty. Nikoliv bity.
Několik běžných přepočtů:
1 Mbps = 1Mb/s = 0,125 MB/s
8 Mbps = 8Mb/s = 1MB/s
32 Mbps = 32Mb/s = 4MB/s
TIP: „Nízkou“ Rychlost v bytech za sekundu, kterou ukazují třeba prohlížeče (kB či MB) převede na „rychlost připojení“ v kbps či Mbps pokud ji vynásobíte 8.
Tímto končí teorie o jedničkách a nulách a určování rychlosti. Nyní si pojďme osvětlit pár dalších pojmů.
Směr přenosu – Download a upload
Download – rychlost přenosu „z internetu“ směrem k vám. Pokud to řeknu lajcky, to je to kolik jedniček nebo nul vypadne z kabelu od providera u vás doma.
Upload – rychlost přenosu od vás do „do internetu“. Tedy kolik jedniček či nul jste schopni nastrkat do té „internetové trubky“, tak aby je provider byl schopen zpracovat.
Duplex
Některé spoje, zejména bezdrátové, nejsou schopny přenášet v jednom okamžiku současně data k vám i od vás. Říká se jim „halfduplexní“. Určitou dobu pracují pro přenos dat k vám a určitou dobu přenášejí data od vás. U některých technologií je poměr download/upload pevně nastaven, někdy je variabilní dle přenosových potřeb. Nicméně pokud takovýto spoj má kapacitu třeba 50Mbps je schopen přenést 49Mbps k vám a 1Mbps od vás nebo 25Mbps k vám a 25Mbps od vás.
50 = 49 + 1 = 25 + 25 = apod..
Takovýto přenos se často používá u levných bezdrátových pojítek.
Existují také fullduplexní spoje, které přenášejí data k vám i od vás současně. Pokud se uvádí rychlost například 100Mbps full duplex (FD), znamená to, že v každém směru je spoj schopen přenést 100Mbit za sekundu. Full duplexní spoje jsou lepší. Většinou se takovýto způsob přenos používá u kabelového či optického spojení.
100 Mbps full duplex = 100 Mbps download + 100 Mbps upload
Latence – čili doba odezvy
Je to doba, jak dlouho trvá odeslat data z vašeho počítače na dané místo internetu a doručení odpovědi zpět. Většinou se doba odezvy uvádí v ms. (milisekundy – tisíciny sekundy). Typická doba odezvy od českých serverů je kolem 5-15ms.
Latence a limitace rychlostí světla
Proč zmiňuji české servery? Copak cizí servery jsou pomalejší? Nejsou pomalejší, ale jsou umístěny dál! I když budete komunikovat po optickém vlákně rychlostí světla, bude nějakou dobu trvat než signál doputuje třeba do Ameriky a zpátky. A jak dlouho? Rychlost světla je přeci 300.000 km / sekundu. Ale ve vakuu. V optickém vlákně (ve skle) je rychlost světla jen přibližně 200.000 km / sekundu Tedy za 10ms urazí světlo 2.000km. Pokud bude server vzdálen 10.000km (Amerika – Los Angeles), pak jenom světlo poletí k němu 50ms a dalších 50ms zpátky. Bez ohledu na další okolnosti bude odezva vždy minimálně 100ms! Rychleji to ani světlo tam a zpátky nestihne!
TIP: Pro velké zjednodušení můžete počítat nárůst odezvy za každých 100km vzdálenost = +1ms.
Latence a zatížení trasy
Odezvu ještě ovlivňuje zatížení. Pokud jsou servery zatíženy, trvá jim déle výpočet odpovědi. Musí zpracovat požadavky, které dorazily před vámi a vaše data musí počkat. Doba odezvy naroste. Obdobně se chovají i spoje, kterým jsou k vám data přenášeny. Před každým spojem je „zásobník“, a pokud je dat v danou chvíli moc, data čekají ve frontě – v „zásobníku“ než pro ně bude místo v daném spoji. Proto na zatížených spojích, tedy i zatížených „připojeních k internetu“ dochází k nárůstu doby odezvy. Jinými slovy nárůstu latence.
Extrémní snížení latence
K zamyšlení? Lze latenci na 10.000km do Los Angeles nějak urychlit? Teoreticky ano! Zeměkoule je kulatá. Například pokud bychom natáhli kabel skrz planetu a nikoliv po jejím povrchu. Vzdálenost by byla kratší a tím i doba odezvy menší. Další možnost je nepoužít optické vlákno s rychlostí šíření 200.000km/s, ale použít kovový vodič. Rychlost šíření bude blízká rychlosti světla cca 300.000km/s. Další variantou je použít bezdrátový přenos také s rychlostí blízkou 300.000km/s. Samozřejmě každá z těchto možností má svá technická úskalí.
Ping
A co je to ping? Ping je název příkazu, který odesílá testovací data k protistraně a očekává odpověd., Také se někdy výrazem „ping“ označuje doba odpovědi. Tedy „Jaký máš ping?“. Hodnota „pingu“ je shodná s dobou odezvy, tedy s latencí. Někdy při diagnostice má ping trošku pozměněný význam a jedná se jen o proces odeslání požadavku. „Pong“ je potom návrat odpovědi na náš požadavek. Posílám ping, ale pong nepříchází.
Agregace
Agregace je zlá a ošklivá teta, kterou nikdo doma mít nechce 🙂 A teď vážně. V případě, že celá trasa připojení v providerovi síti je vyhrazená pro vaši hodnotu rychlosti, máte neskutečné štěstí, ale zřejmě takovouto službu nedokážete uhradit. Běžně dochází k tomu, že uživatelské přípojky se spojují. Neplatí však, že jedna plus jedna jsou dvě. Pokud spojím deset přípojek každou o rychlosti 1Mbps a měl bych dodržet garanci, musel bych mít po jejich spojení spoj o kapacitě 10Mbps. V případě, že však mám od spojení linek kapacitu také jen 1Mbps, prohlásí se, že linka je agregovaná 1:10. De fakto to říká, že vaše rychlost (1Mbps) je sdílená mezi 10 uživateli.
Samozřejmě takto natvrdo a neuživatelsky se to nedělá. Provider většinou agreguje na vyšších kapacitách. Tedy v jednom místě spojuje například 100 linek, každou o kapacitě 1Mbps. Z tohoto uzlu vede výše linka o kapacitě 10Mbps. (Místo garantovaných 100Mbps). I pak je agregace 1:10. Statisticky však při běžném užívání „internet“ toto nepoznáte.
Běžné hodnoty se u dnešních připojení pohybují v hodnotách mezi 1:30 až 1:100 u optických spojeních o velkých rychlostech.
U agregaci si dejte ještě pozor, jestli je počítána celkově pro celou síť providera, nebo jen na koncovém bodě sítě providera. K agregaci totiž může docházet v několika místech za sebou. Je ji potom potřeba správně spočítat.
Ilustrace: Dvoustupňové agregování
Využití běžného připojení k internetu
Audio – internetové rádio a telefonování
Když teď už rozumíme rychlostem připojení, můžeme dobře odhadnout na co nám bude internetové připojení postačovat. Zvládneme poslech rádia nebo telefonování? Obecně tedy jakýkoliv audio přenos? Ten bude v dnešní době fungovat na každém připojení. Přenos hlasu či hudby je z dnešního pohledu nenáročný na rychlost připojení.
Běžná internetová rádia se spokojí s 128 kbps či 256kbps datového toku. To je 0,125 či 0,25 Mbps.
Tohle v dnešní době zvládne každá internetová přípojka. Velmi podobné jsou nároky na IP telefonii či telefování pomocí Skype a jiných podobných aplikací. Někdy tyto aplikace kromě vašeho hovoru pomáhají přenášet hovory jiných uživatelů, ale zatížení vaší přípojky řádově neporoste.
Trošku náročnější na vaše připojení bude, pokud se rozhodnete poslouchat nejvyšší audio kvalitu (CD-DA). Ta potřebuje, pokud není použita žádná komprese jako u internetového rádia, až 1,3 Mbps datového toku.
Na první pohled se může zdát, že to vaše přípojka zvládne, ale někdy může nastat problém. Proč? Vzpomeňte na agregaci! Máte třeba internetové připojení o rychlosti 25Mbps v agregaci 1:50. Běžně změříte rychlost připojení 20 či až 25Mbps. Hudba vám pojede. Ale co se stane pokud dojde k maximálnímu agregování? Rychlost vám může klesnout až na 25 / 50 = 0,5 Mbps.
V tomto okamžiku k vám nestihnou dotéct všechny data a přehrávání se vám zastaví.
Dá se to řešit? Technicky se tomu dá trošku pomoci díky „bufferování“. Váš přehrávač si přednačítá data dopředu do paměti a v okamžiku kdy vaše připojení nestíhá má už data nahraná. Samozřejmě během chvilky musí dojít k uvolnění linky, vám se zvedne rychlost připojení a data se zase donačtou do paměti.
Video – vložená videa
Kromě hlasu (telefonování přes internet) či poslechu rádia, je dnes častější sledování videa. A zde nároky na rychlost přenosu rostou. Při sledování videa z youtube v závislosti na kvalitě videa budete potřebovat připojení o rychlosti 0,1Mbps až 5Mbps. Tuto rychlost připojení budete potřebovat po celou dobu sledování videa. Vzpomeňte na agregaci.
V reálu však váš počítač bude data přenášet jinak. Při začátku přehrávání začne přednačítat data. V tom okamžiku potřebujete rychlost vyšší než požaduje kvalita videa. Rozhodnete se sledovat video v maximální kvalitě. To potřebuje 5Mbps. Při jeho spuštění počítač začne data přednačítat. Vaší linkou může téct klidně i 15Mbps pokud to linka zvládne. Po 10 sekundách při stahování rychlostí 15Mbps, bude mít počítač načteno video na 30 sekund. Deset sekund pak nestáhne třeba nic. A od dvacáté sekundy začne opět stahovat data rychlostí až 15Mbps na dalších 30 sekund přehrávání a tak pořád dokola. Je také možné, že algoritmus přehrávače vyhodnotí situaci jinak a bude kontinuálně stahovat rychlostí 5Mbps po celou dobu přehrávání. Posledních 10 sekund videa se už nic nepřenáší, máte data již stažená v mezipaměti.
Samozřejmě pokud byste měli rychlost připojení garantovaných 5Mbps stačilo by vám to. Počítač by prvních pár sekund přednačetl data, a pak už by došlo k přehrávání a samozřejmě současné vytížení vaší linky na maximum.
Existuje ještě jedno opatření, takzvaná adaptivní kvalita streamování. V okamžiku kdy přehrávač zjistí, že vaše připojení „nestíhá“ sníží kvalitu obrazu, čímž k vám začne proudit méně dat a vy sledujete obraz dále. Avšak v nižší kvalitě.
IPTV
Nároky videa jsou i vyšší. Jedna z nejnáročnějích aplikací na vaše internetové připojení je IPTV. Počítejte se zátěží vašeho připojení o rychlosti 5-10Mbps v závislosti na kvalitě. Obraz v nejvyšší kvalitě, třeba pro kanály HBO, spotřebovávají běžně 18-20Mbps. Myslete na agregaci! Televizi nebudete chtít sledovat sem tam jako nějaké video na youtube a ještě čekat na přehrání. Vaše připojení to musí zvládat a to po celou dobu sledování. Na optickém připojení přenos takových toků problém není.
Poskytovatelé IPTV vědí, že mimo optickou síť je přenos v plné kvalitě po celou dobu sledování pro většinu připojených nesplnitelná podmínka. Proto také využívají adaptivní kvalitu obdobně jako při přehrávání na youtube. Je ale třeba, aby vaše linka i v těch nejhorších případech disponovala rychlostí připojení alespoň cca 2Mbps. Dojde sice ke snížení kvality obrazu, ale stále budete schopni kanál sledovat. Pokud vám klesne rychlost i pod tuto hodnotu, přehrávání se zastaví.
A co když chci třeba televize dvě?
Tak musíte počítat s tím, že každá televize potřebuje svůj datový tok. Musíme tedy nároky sečíst. Pokud jedna IPTV spotřebuje 10Mbps. Tak dvě dvacet.
A když si na mobilu pustím k tomu něco z youtube v nejvyšší kvalitě? Tak je to dalších 5Mbps. Jaký je pak celkový nárok na vaše připojení? A nezapomínáte na agregaci? Máte skutečně rychlost 25Mbps garantovaně? Nebo 100Mbps v agregaci 1:4? Zřejmě ne. Pak na takovéto využití v plné kvalitě můžete zapomenout. Pro shlédnutí těchto tří věcí potřebujete aspoň 5Mbps garantovaných. .2×2 Mbps pro minimální požadavky 2x iptv a něco navíc pro sledování youtube na mobilu.
Kamerové systémy
V dnešní době si spousta z vás chrání domácnost pomocí kamer. Každá kamera generuje datový tok přibližně 2-4Mbps v závislosti na kvalitě. Ten je ukládán na zařízení NVR (DVR). Tento datový tok musíte být schopni přenést vždy, tedy v každém okamžiku, garantovaně mezi kamerou a NVR. Na domácí sítí po kabelu to problém není. Kapacita běžné lan je 100Mbps nebo až 1Gbps. Po wifi už to však může být problém zejména při více kamerách a vyšší kvalitě obrazu.
V případě, že chcete video z kamery na domácím připojení posílat na NVR, které je umístěné jinde v internetu, musíte počítat s tím, že váš upload (odchozí směr) na domácím připojení musí zvládat datový tok ze všech kamery přenést. To může být dost často problém.
Pokud máte NVR doma, které nahrává data, a jednou za čas se mobilem či z jiného počítače na NVR podíváte a zkontrolujete stav, pak je situace mnohem příznivější. Data proudí od vás jen chvíli a to vaše připojení zvládne. Samozřejmě v případě přenosu kvalitnějšího obrazu může být někdy trhané, málokdy mají NVR při zobrazení v prohlížeči adaptivní přenos kvality obrazu.
Stahování
Stahování dat, je přenos jako každý jiný. Nicméně při stažení většího souboru se váš počítač snaží využít celou volnou kapacitu vaší linky, aby byl soubor stažen co nejdříve. To zní dobře. Má to však nepříjemný vedlejší efekt. Pokud při stahování současně využíváte nějakou jinou službu (audio přenos, iptv apod) toto stahování ucpe linku a pro další službu už nebude prostor a služba v danou chvíli poběží špatně či dokonce vůbec.
Rychlost stahování je kromě vašeho připojení ještě závislá na rychlosti a vytížení serveru ze kterého stahujete. Někdy tedy z některých serverů můžete stahovat „pomalu“, ale odjinud rychle. Rychlost stahování ze zatíženého serveru rychlejším připojením nezlepšíte.
Já přece nestahuju a stejně mi jde internet někdy pomalu. Někdy stahování probíhá bez vašeho vědomí! Počítač nebo telefon si mohou stahovat aktualizace. A aktualizace o velikosti 200MB zahltí vaši 10Mbps linku na dobu na 3 minuty. A pokud těch telefonů máte 5? Tak čtvrhodinky máte nepoužitelný internet.
Samozřejmě se dají tyto obtíže řešit. Máte-li pokročilejší router, může si stanovit priority, který počítač nebo který druh provozu dostane přednost před jiným. To vám umožní „brouzdat na netu“ a přitom stahovat a sledovat iptv aniž byste byli omezeni. Samozřejmě stahování bude trvat o něco déle.
Datové limity
Co jsou datové limity? Už jsme si řekli, že rychlost připojení může být ovlivněna agregací a samozřejmě maximem. Také, že při souběhu služeb dochází k většímu vytížení vaší linky. Využíváním dochází vždy k přenosu dat (jedniček a nul). Někteří poskytovatelé, zejména mobilní operátoři, slibují vysoké rychlosti připojení, ale omezí uživatele množstvím přenesených dat. Je to defakto „tvrdý limit agregace“. Sice máte rychlost třeba až 10Mbps (někdy i 50Mbps), ale smíte ji využít ani ne půl hodiny za měsíc! Běžný limit operátorů je 1.5GB dat / měsíc.
Při 10Mbps přenesete každou sekundu 10 Mbitů, což je 10 / 8 = 1.25 MByte. Každou sekundu. Za 1200 sekund přenesete 1200 * 1,25 MB = 1,5 GB dat. A 1200 sekund je pouze 20minut!
Vzhledem k tomu, že měsíc má 43200 minut, spočítáme, že agregace u mobilního připojení při rychlosti 10Mbps a limitu dat 1,5GB měsíčně je šílených 1:2160! Při vyšší rychlosti a stejném limitu ještě poroste.
Pokud tedy má vaše připojení datový limit, mějte na paměti, že například sledování videa na youtube, vám v plné kvalitě spotřebuje 1MB za 2 sekundy. V nižších kvalitách je to například 1MB za 10 sekund. Při sledování 15 minut videa jste schopni spotřebovat v závislosi na kvalitě i 450MB dat. Za 45 minut tak můžete vyčerpat svůj měsíční limit 1.5GB = 1500 MB.
Když jsme u té spotřeby dat, i při hraní online her dochází k přenosu dat. „Pokémoni“ si nárokují přibližně 20MB dat každou hodinu, „tanki online“ vám mohou spotřebovat cca 100-300 MB dat za hodinu. Těmto hrám postačí rychlost vašeho připojení 1Mbps, u některých je však důležité nízká latence.
Závěrem několik doporučení
Při výběru internetového připojení nehleďte jen na maximální hodnoty rychlosti. Ty se snaží každý provider „marketingově maximalizovat“. Zajímejte se o agregaci či o minimální rychlost. Ta vám napoví až jak špatné vaše připojení může být. Trochu vás straším 🙂 Podívejte se také na měřících serverech, jaké průměrné rychlosti uživatelé u poskytovatele dosahují (viz http://speedmeter.internetprovsechny.cz/statistiky/ nebo http://rychlost.cz/isp/ ) Změřené rychlosti pak můžete očekávat „ve většině případů.“
V případě, že v rámci domácnosti používáte více přístrojů, sčítejte nároky na jejich využití internetového připojení. A nezapomeňte, že pokud pustíte stahování plnou rychlostí, nezbyde vám bez vhodného routeru prostor pro využívání dalších aplikací.
Diskuze: 
Diskuze k článku