ما هو معدل نقل البيانات وعرض النطاق الترددي للشبكة؟ العوامل المؤثرة على الأداء

معدل نقل البيانات وعرض النطاق الترددي للشبكة هما من أهم مقاييس الشبكات ، ومع ذلك غالبًا ما يُساء فهمهما والتشويش عليهما. هدفنا اليوم هو محاولة إلقاء بعض الضوء على الأمر وإعطائك فهمًا أفضل لما هي عليه - وما هو ليس كذلك ، والعوامل التي تؤثر على هذه المقاييس المهمة والأدوات التي يمكن استخدامها لقياسها فعليًا. سنحاول إبقاء مناقشتنا غير تقنية قدر الإمكان مع توفير أكبر قدر ممكن من المعلومات المفيدة.

سنبدأ بمحاولة تحديد النطاق الترددي والإنتاجية ، والأهم من ذلك ، كيف يختلفان حيث يبدو أن هناك قدرًا كبيرًا من الالتباس بين المصطلحين. بعد ذلك ، سوف نستكشف العوامل المختلفة التي يمكن أن تؤثر على معدل النقل وأداء الشبكة بشكل عام. سنلقي نظرة على التأخير ووقت الاستجابة والارتعاش وفقدان الحزمة لأنها أكثر العوامل شيوعًا التي تؤثر على الأداء. وبمجرد أن ننتهي من النظرية ، سنراجع بعضًا من أفضل الأدوات التي يمكن للمرء استخدامها لمراقبة أو قياس إنتاجية الشبكة.

حول النطاق الترددي والإنتاجية

عرض النطاق الترددي والإنتاجية مفهومان مختلفان إلى حد ما على الرغم من وجود الكثير من الالتباس بينهما. دعنا نحاول فرزها ، بدءًا من النطاق الترددي. يشير النطاق الترددي للشبكة إلى الحد الأقصى لمقدار البيانات التي يمكن نقلها في الثانية على الشبكة. بعبارة أخرى ، إنها قدرة الشبكة على نقل البيانات وعلى الرغم من إمكانية ترقية الدوائر ، إلا أن هذا مسعى معقد وعلى هذا النحو ، لا يعتبر النطاق الترددي شيئًا يمكننا التحكم فيه بسهولة "أثناء التنقل".

أما بالنسبة للإنتاجية ، فهي تشير إلى المقدار الفعلي للبيانات المنقولة على الشبكة. غالبًا ما يختلف معدل نقل البيانات عن عرض النطاق الترددي لعدة أسباب. على سبيل المثال ، قد لا تكون هناك بيانات كافية لتحملها لاستخدام كل النطاق الترددي المتاح. قد تكون هناك أيضًا عوامل مختلفة تؤدي إلى إبطاء حركة المرور كما سنرى قريبًا.

مفهوم آخر يبدو أنه لا يفعل شيئًا سوى إضافة بعض الارتباك إلى أن كل هذا هو السرعة. تشير السرعة غالبًا إلى مقدار البيانات التي يمكن تنزيلها أو تحميلها من خلال اتصال معين مثل DSL أو خدمة الإنترنت عبر مودم الكابل. باختصار ، إنه مصطلح تسويقي غير تقني يستخدمه مقدمو الخدمات للإعلان عن خدماتهم. ومع ذلك ، فهو مكافئ تقريبًا لعرض النطاق الترددي.

العوامل التي تؤثر على الإنتاجية

لذا ، إذا كانت الإنتاجية هي أقصى قدرة تحمل لدائرة ، فلا يجب أن تختلف ، أليس كذلك؟ حسنًا ، إنه يفعل ... كثيرًا ، في الواقع. في الواقع ، من المهم التمييز بين الحد الأقصى للصبيب والصبيب الفعلي. دعنا نوضح. لنفكر ، على سبيل المثال ، في معدل نقل مسار البيانات بين خادم في أحد مراكز البيانات وخادم آخر في مركز بيانات آخر. قد يبدو افتراضًا معقولًا أن معدل نقل المسار سيكون هو إنتاج المقطع الذي يحتوي على أقل إنتاجية. ولكن في حين أنه من الصحيح أنه لن يكون أعلى من ذلك أبدًا ، إلا أنه يمكن أن يكون أقل. دعنا نلقي نظرة على بعض العوامل الرئيسية التي يمكن أن تؤثر على الإنتاجية.

التأخير والكمون

يعد التأخير ووقت الاستجابة من العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء الشبكة المتصور. وعلى غرار النطاق الترددي والإنتاجية ، غالبًا ما يكون هناك الكثير من الالتباس بينهما ، لدرجة أنه غالبًا ما يتم استخدام المفهومين بالتبادل. هذا مفهوم لأن كلاهما له علاقة بالوقت الذي تستغرقه البيانات للانتقال من مصدرها إلى وجهتها. غالبًا ما يوصف زمن الوصول بأنه الوقت المنقضي من المصدر الذي يرسل حزمة إلى الوجهة التي تستقبلها. يمكن أن يشير أيضًا إلى وقت تأخير رحلة الذهاب والإياب الذي يشتمل على زمن انتقال أحادي الاتجاه من المصدر إلى الوجهة بالإضافة إلى زمن الانتقال في اتجاه واحد من الوجهة إلى المصدر. في الواقع ، يتم استخدام زمن انتقال ذهابًا وإيابًا في كثير من الأحيان ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه يمكن قياسه من نقطة واحدة.

الكمون سمة مادية للشبكات. إنها عامل المسافة بين المصدر والوجهة وسرعة الضوء والتي ، بالمناسبة ، هي أيضًا السرعة التي تنتقل بها البيانات عبر أي نوع من الوسائط. مثل عرض النطاق الترددي ، الكمون هو معلمة ثابتة. الطريقة الوحيدة لتقليلها هي نقل المصدر إلى مكان أقرب إلى الوجهة وتقليل المسافة بمقدار 100 كيلومتر (60 ميلاً) سيزيل حوالي 1 مللي ثانية من زمن الوصول.

يمكن أن تضيف عدة عوامل تأخيرًا إلى عمليات نقل الشبكة. على سبيل المثال ، يحدث تأخير في الطابور عندما تتلقى بوابة عدة حزم من مصادر مختلفة متجهة إلى نفس الوجهة. نظرًا لأنه يمكن إرسال حزمة واحدة فقط في كل مرة ، يجب وضع بعضها في قائمة الانتظار للإرسال ، مما يؤدي إلى تأخير إضافي. وبالمثل ، تحدث تأخيرات في المعالجة أثناء قيام البوابة بتحديد ما يجب فعله بالحزمة المستلمة حديثًا. يمكن أن يتسبب التخزين المؤقت أيضًا في زيادة التأخير بمقدار أو أكثر. غالبًا ما يؤدي الجمع بين التأخيرات في الانتشار والاصطفاف والمعالجة إلى ملف تعريف زمن انتقال شبكة معقد ومتغير.

تقطع

يُعد Jitter أحد أكبر أعداء الإرسال الشبكي. على الرغم من سهولة شرحه ، إلا أن فهم كيف ولماذا يمكن أن يكون له مثل هذا التأثير المعاكس على عمليات نقل البيانات أكثر تعقيدًا إلى حد ما. في أبسط تعبير له ، يعتبر الارتعاش اختلافًا في التأخير. هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تسبب التوتر. في الواقع ، العديد من نفس العوامل المسببة للتأخير التي ناقشناها للتو يمكن أن تسبب توترًا أيضًا. على سبيل المثال ، ترتبط تأخيرات قائمة الانتظار ارتباطًا مباشرًا بطول قائمة الانتظار. ونظرًا لأن طول قائمة الانتظار النموذجية يختلف باستمرار من حيث الطول ، فإن التأخير ، ومن ثم الاهتزازات.

لكن عدم الاستقرار لا يؤثر على كل حركة مرور الشبكة بنفس الطريقة. يتمثل الخطر الذي يمثله الارتعاش في أنه إذا تباينت التأخيرات بشكل كبير بين الحزم المتعددة التي تتكون منها رسالة ، فقد تصل إلى وجهتها خارج التسلسل. لنأخذ ، على سبيل المثال ، إرسالًا يتكون من أربع حزم يتم إرسالها بفواصل زمنية تبلغ 10 مللي ثانية. الأول يواجه 20 مللي ثانية من زمن الانتقال ، والثاني 60 مللي ثانية ، والثالث 40 مللي ثانية والأخير 20 مللي ثانية. سأوفر عليك الرياضيات المملة ولكن في مثل هذه الحالة ، ستصل الحزمة الأولى أولاً ، تليها الحزمة الرابعة ، ثم الثالثة وأخيراً الثانية. في كثير من الحالات ، هذه ليست مشكلة. على سبيل المثال ، إذا كنا نتعامل مع نقل ملف ، يتم ترقيم الحزم بالتسلسل ويمكن بسهولة إعادة تجميعها بالترتيب الصحيح عند الطرف المستلم. على الجانب الآخر، إذا كان ما لدينا هو حركة المرور في الوقت الفعلي مثل محادثة VoIP ، فنحن في مشكلة حيث لا يمكن إعادة تجميع الحزم بشكل صحيح في الوقت الفعلي ، مما ينتج عنه صوت مشوش. من وجهة نظر المستخدم ، لدينا مشكلة في الأداء.

فقدان الحزمة

يعد فقدان الحزمة عاملاً رئيسيًا آخر يؤثر على أداء الشبكة المتصور. الشبكات ليست مثالية ، ومن وقت لآخر ، لا تصل حزم البيانات إلى وجهتها لأسباب مختلفة. عندما يحدث هذا لحركة مرور TCP ، فهي ليست مشكلة كبيرة حيث يمكن للطرف المستلم أن يطلب إعادة إرسال البيانات المفقودة. ومع ذلك ، سيؤدي ذلك إلى بعض التأخير وزيادة حجم البيانات. مع مرور UDP ، الأمور ليست على ما يرام. الحزمة المفقودة ستفقد إلى الأبد. في محادثة VoIP ، قد يؤدي ذلك إلى تسرب الصوت والذي ، إذا كان شديدًا جدًا ، يمكن أن يجعل الكلام غير مفهوم. في كلتا الحالتين ، من الواضح جدًا أن فقدان الحزمة سيكون له تأثير على الأداء الملحوظ.

أفضل الأدوات لقياس الإنتاجية

من بين جميع الأدوات المتوفرة لمراقبة أداء الشبكة وقياسه ، يكون بعضها أفضل من البعض الآخر في قياس الإنتاجية. هذه هي الأدوات التي نحن بصدد مراجعتها. تستخدم الأدوات أدناه طرقًا مختلفة لقياس الإنتاجية. سيستخدم البعض بروتوكولات إدارة وتحليل الشبكة مثل SNMP أو NetFlow بينما يقوم البعض الآخر بإجراء أنواع مختلفة من اختبارات الضغط.

1. حزمة محلل عرض النطاق الترددي لشبكة SolarWinds (نسخة تجريبية مجانية)

اكتسبت SolarWinds سمعة طيبة في صنع بعض من أفضل أدوات مراقبة الشبكة. وبما أن هذا لم يكن كافيًا ، فإن الشركة تشتهر أيضًا بالعديد من الأدوات المجانية التي تلبي احتياجات محددة لمسؤولي الشبكات مثل Kiwi Syslog Server أو Advanced S ubnet C alculator .

ولكن عندما يتعلق الأمر بعرض النطاق الترددي للشبكة والإنتاجية ، فإن حزمة محلل عرض النطاق الترددي لشبكة SolarWinds هي ما تحتاجه. يوفر النظام الأساسي تحليلًا شاملاً للنطاق الترددي ومراقبة الأداء باستخدام مراقبة SNMP ومراقبة التدفق المضمنة في معظم أجهزة التوجيه. باستخدام هذا المنتج ، يمكنك اكتشاف مشكلات أداء الشبكة وتشخيصها وحلها. يمكنك أيضًا مراقبة أداء النطاق الترددي وأنماط حركة المرور وتحليلهما. وأخيرًا ، يمكنك اختبار معدل نقل الشبكة من وحدة تحكم واحدة قابلة للتخصيص.

تتضمن حزمة مراقبة عرض النطاق الترددي لشبكة SolarWinds أداتين مختلفتين. أولاً ، هناك مراقب أداء شبكة SolarWinds . هذا هو المنتج الرئيسي لشركة SolarWinds لمراقبة استخدام الشبكة. الغرض الأساسي من الأداة هو مراقبة النطاق الترددي لـ SNMP ولكن يمكنها فعل المزيد. في جوهره ، فإنه يوفر مراقبة شاملة للأخطاء وإدارة الأداء. تستخدم الأداة بشكل أساسي SNMP لجمع البيانات وبالتالي فهي متوافقة مع معدات الشبكات من معظم البائعين. علاوة على ذلك ، تتيح لك ميزة NetPath الخاصة به عرض مسار الشبكة الحرج بين أي نقطتين تتم مراقبتهما على شبكتك ويمكن للأداة أيضًا إنشاء خرائط شبكة ذكية تلقائيًا.

• تجربة مجانية: حزمة محلل النطاق الترددي لشبكة SolarWinds
• رابط التنزيل الرسمي: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

التنبيه المتقدم هو أحد الخيارات القوية للمنتج وكذلك لوحة معلومات تحليل أداء PerfStack . ميزة أخرى حصرية هي وظيفة Network Insights التي تسمح بمراقبة الجهاز المعقدة. عند الحديث عن حالات الاستخدام الأكثر تعقيدًا ، يمكن للأداة مراقبة الشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) ولديها دعم Cisco ACI المدمج بالإضافة إلى القدرة على مراقبة الشبكات اللاسلكية وإنشاء خطوط أساسية لأداء الشبكة.

المكون الآخر لهذه الحزمة هو SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer . تستخدم هذه الأداة القوية بروتوكول NetFlow لجمع معلومات مفصلة حول ماهية حركة المرور المرصودة. يمكنه ، على سبيل المثال ، الإبلاغ عن نوع حركة المرور الأكثر تكرارًا أو المستخدم أو الجهاز الذي يستخدم معظم النطاق الترددي. تتوفر طرق عرض مختلفة على لوحة معلومات الأداة مثل أفضل التطبيقات أو أفضل البروتوكولات أو أفضل المتحدثين ، على سبيل المثال. ستدعم الأداة معظم متغيرات NetFlow من جهات تصنيع مختلفة.

فيما يلي بعض أفضل ميزات SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer :

• يمكن استخدامه لمراقبة استخدام الشبكة عن طريق التطبيق والبروتوكول ومجموعة عناوين IP.
• وستقوم بمراقبة بيانات تدفق Cisco NetFlow و Juniper J-Flow و sFlow و Huawei NetStream و IPFIX لتحديد التطبيقات والبروتوكولات التي تمثل أكبر مستهلكي النطاق الترددي.
• سيقوم بجمع بيانات حركة المرور ، وربطها بتنسيق قابل للاستخدام ، وتقديمها على واجهة المستخدم المستندة إلى الويب
• يمكن أن يساعدك في تحديد التطبيقات والفئات التي تستهلك أكبر قدر من النطاق الترددي لتحسين رؤية حركة مرور الشبكة ، كما أنها تدعم Cisco NBAR2.

على شبكة سولارويندز عرض النطاق الترددي محلل حزمة مرخص على أساس عدد من العقد، واجهات، أو وحدات التخزين لديك لمراقبة. الأسعار غير متاحة بسهولة وستحتاج إلى الاتصال بـ SolarWinds للحصول على عرض أسعار يتناسب مع احتياجاتك بالضبط. إذا كنت تفضل تجربة المنتج قبل شرائه ، يتوفر إصدار تجريبي مجاني كامل الوظائف لمدة 30 يومًا للتنزيل.

2. Iperf3

يمكن استخدام سلسلة أدوات iperf لتحديد أقصى إنتاجية لشبكات IP. إنه يتميز بالعديد من المعلمات القابلة للضبط المتعلقة بالتوقيت والبروتوكولات والمخازن المؤقتة ، مما يسمح لك بتخصيص المهمة وفقًا لاحتياجاتك الدقيقة. لكل اختبار ، يُبلغ iperf3 عن الإنتاجية المقاسة ، والخسارة ، والمعلمات الأخرى.

يقدم Iperf3 العديد من التحسينات مقارنة بالإصدارات السابقة وهو الآن يشتمل على عدد من الميزات الموجودة في أدوات أخرى مثل nuttcp و netperf. كانت هذه الميزات المفيدة مفقودة من iperf السابق. على سبيل المثال ، يحتوي هذا الإصدار على وضع نسخة صفرية وإخراج JSON اختياري. لاحظ أن iperf3 لا يتوافق مع الإصدارات السابقة مع iperf الأصلي.

تم تطوير Iperf3 بشكل أساسي بواسطة ESnet / مختبر لورانس بيركلي الوطني. تم إصداره بموجب ترخيص BSD من ثلاثة بنود. تم تطويره بشكل أساسي على CentOS Linux و FreeBSD و OS X ، فهذه هي الأنظمة الأساسية الوحيدة المدعومة رسميًا. ومع ذلك ، كانت هناك بعض التقارير عن النجاح مع OpenBSD و Android وتوزيعات Linux الأخرى.

لاحظ أن الإصدار السابق من iperf ، iperf2 ، لا يزال قيد التطوير من قبل منظمة أخرى. إذا كنت تريد أفضل الوظائف ، فيجب عليك استخدام iperf3 الذي يمكن تنزيله من منزله على GitHub.

3. اختبار سرعة LAN

على الرغم من اسمه ، لن يختبر LAN Speed ​​Test من Totusoft شبكات المنطقة المحلية فقط. تم تصميمه من الألف إلى الياء ليكون أداة بسيطة ولكنها قوية لقياس نقل الملفات والقرص الصلب ومحرك أقراص USB وسرعات LAN. تعمل الأداة عن طريق حساب الوقت المطلوب لنقل كمية معروفة من البيانات. إذا حددت محرك أقراص ثابتًا محليًا أو أجهزة تخزين USB كوجهة لها ، فسيقيس معدل نقل هذا الجهاز. من ناحية أخرى ، إذا حددت موقع تخزين بعيد ، فسيقيس معدل نقل الشبكة.

ينشئ LAN Speed ​​Test ملف الاختبار في الذاكرة ثم ينقله في كلا الاتجاهين (بدون التأثيرات الضارة للتخزين المؤقت لملفات Windows / Mac) مع تتبع الوقت المطلوب لإكمال النقل. ثم يقوم بكل الحسابات نيابة عنك.

هناك أيضًا خيار لنقل الملف إلى كمبيوتر بعيد يقوم بتشغيل خادم اختبار سرعة LAN. يمكن أن يكون هذا مفيدًا لأنه يؤكد أن ما تقيسه هو حقًا إنتاجية LAN وأن أي زمن انتقال في النظام الفرعي للتخزين المضيف البعيد يتم تجاهله. تمامًا مثل أداة اختبار سرعة LAN ، سيقوم خادم اختبار سرعة LAN بتخزين البيانات المستلمة في الذاكرة بدلاً من القرص.

يتوفر LAN Speed ​​Test في إصدار مجاني مخفض الميزات أو في إصدار مدفوع يبدأ من 10 دولارات للترخيص الفردي مع خصومات كبيرة لنسخ متعددة.

4. NetStress

NetStress هي أداة متخصصة في قياس الإنتاجية على الشبكات اللاسلكية. إنها أداة مكونة من عنصرين مع عميل وخادم وستقوم بقياس معدل النقل بين الاثنين بشكل فعال. لذلك ، يمكن استخدامه للشبكات السلكية أيضًا.

الاستخدام الموصى به لهذه الأداة هو استخدامها أولاً لإنشاء معيار لأداء الشبكة. بعد ذلك ، عندما يتم الإبلاغ عن المشكلات وتشك في تدهور الأداء ، يمكنك تشغيله مرة أخرى ومقارنة النتائج بالمعيار. سيخبرك هذا ما إذا كانت هناك مشكلة فعلية في معدل النقل والإشارة إلى الخطوات المطلوبة لإصلاحها. هذا هو المكان الذي يأتي فيه التخصص اللاسلكي للأداة.

NetStress مليء بالميزات. أولاً ، هناك أداة واحدة فقط يمكن أن تكون إما الخادم أو العميل. وستدعم أيضًا عمليات نقل بيانات TCP و UDP بحجم مقطع متغير وستدعم تدفقات بيانات متعددة. كما أن لديها العديد من المعلمات المتقدمة التي يمكن تعديلها حسب رغبتك. على سبيل المثال ، يمكنك اختيار وحدات العرض لتكون بالبت أو البايت في الثانية.

5. اختبار إنتاجية TamoSoft

يعد اختبار إنتاجية TamoSoft الأداة الوحيدة في قائمتنا التي يتم الإعلان عنها كأداة لاختبار الإنتاجية. إنها أداة مجانية. هذا يعني أنه على الرغم من توفره مجانًا ، إلا أنه ليس مفتوح المصدر. تعمل الأداة عن طريق إرسال تدفقات بيانات TCP و UDP بشكل مستمر عبر شبكتك وحساب المقاييس المهمة. ستقوم ، على سبيل المثال ، بحساب قيم نقل البيانات الأولية والنهائية ، وفقدان الحزم ، ووقت الرحلة ذهابًا وإيابًا. يعرض البرنامج النتائج بتنسيقات رقمية ورسمية.

يدعم اختبار إنتاجية TamoSoft اتصالات IPv4 و IPv6 ويسمح للمستخدم بتقييم أداء الشبكة اعتمادًا على إعدادات جودة الخدمة (QoS). مثل بعض الأدوات الأخرى في قائمتنا ، هذه أداة مكونة من مكونين مع خادم وعميل.

إليك كيفية عمل الأدوات: يتصل جزء العميل بجزء الخادم الذي يستمع للاتصالات. بمجرد إجراء الاتصال ، يتبادل العميل والخادم البيانات في كلا الاتجاهين ثم يقوم جزء العميل من التطبيق بحساب وعرض مقاييس الشبكة. هذا بسيط نوعًا ما ولكنه يقوم بعمل ممتاز لقياس الإنتاجية الفعلية.

يعد اختبار الإنتاجية TamoSoft برنامجًا مجانيًا ، كما يقدم TamoSoft حلاً كاملاً لتحليل أداء WLAN يسمى TamoGraph Site Survey.

6. IxChariot

آخر قائمتنا هو IxChariot من Ixia ، فرع البرامج في Keysight ، صانع بعض أشهر معدات اختبار الإلكترونيات في العالم. IxChariot هو في الواقع أكثر من مجرد أداة لقياس الإنتاجية ، إنه حل كامل لتحليل الشبكة مع عدد لا يحصى من الميزات المتقدمة. سيقيس الإنتاجية - لن يكون في هذه القائمة بخلاف ذلك - ولكنه سيفعل أكثر من ذلك بكثير.

سيتيح لك هذا المنتج تقييم أداء الشبكة على الفور ، بما في ذلك الأداء اللاسلكي والموقع الجغرافي. ستعمل نقاط النهاية الخاصة بالأداء على الأجهزة المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو أجهزة Mac أو في أي برنامج Hypervisor أو الخدمة السحابية وتسمح بالإدارة المركزية لأي نظام أساسي. يوفر البرنامج محاكاة كاملة للتطبيق ومقاييس أداء رئيسية ، بما في ذلك الإنتاجية وفقدان الحزمة والتشويش والتأخير و MOS ومقاطع فيديو OTT مثل Netflix أو YouTube.

هذا منتج عالي المستوى يحمل سعرًا عالي المستوى لا يمكن الحصول عليه إلا من خلال طلب عرض أسعار رسمي. وبينما لا يتوفر إصدار تجريبي مجاني ، يتوفر عرض تجريبي مجاني عبر الإنترنت.