Débit réseau vs. bande passante : définition et impact sur les performances

La bande passante correspond à la capacité de transmission de données d'une liaison ou d'un chemin réseau ; le débit représente la vitesse à laquelle les données transitent réellement lors d'un test ou d'une période donnée. Une connexion annoncée à un débit donné ne garantit pas ce même débit de transfert pour les applications : le trafic concurrent, la surcharge du protocole, la perte de paquets, les conditions du réseau sans fil et les périphériques connectés aux deux extrémités peuvent tous réduire le résultat.

Un ordinateur et un serveur connectés via un routeur, avec un canal large représentant la capacité du réseau et un flux plus étroit indiquant le débit de données réel.
La bande passante décrit la capacité d'un chemin ; le débit est le taux de données qu'il transporte en pratique.

Bande passante, débit et débit utile

Dans le langage courant, la bande passante désigne souvent le débit maximal d'un forfait internet ou la vitesse nominale d'une connexion. Cependant, le chemin réseau peut comporter plusieurs liaisons, et le segment présentant la plus faible capacité disponible peut limiter le transfert global. D'autres utilisateurs peuvent également partager cette capacité. L'IETF distingue la capacité d'un réseau de son utilisation observée et de sa capacité disponible dans ses définitions de la capacité réseau .

Le débit est le débit de données mesuré entre des points d'extrémité sélectionnés, dans une direction et un intervalle de temps spécifiés. Un résultat de test décrit donc ce chemin et ces conditions, et non toutes les connexions du réseau. Le débit utile est plus précis : il comptabilise les données utiles de l'application, en excluant les en-têtes et les octets retransmis. Le débit utile est généralement inférieur au débit observé au niveau de la couche liaison ou IP. Les débits peuvent être exprimés en mégabits par seconde (Mbps) ou en mégaoctets par seconde (Mo/s) ; un octet contient huit bits, il est donc important de vérifier l'unité avant de comparer les valeurs.

Quels sont les facteurs qui influencent le débit et les performances perçues ?

FacteurEffet
Goulots d'étranglement et congestionUne liaison plus lente, une liaison montante saturée ou un canal partagé occupé peuvent limiter le débit. La mise en file d'attente pendant les périodes de forte affluence peut également engendrer des délais.
Latence et temps d'aller-retourLa latence correspond au délai de transmission des paquets ; le temps d'aller-retour (RTT) inclut le trajet aller-retour. Un RTT long peut limiter un transfert TCP lorsque l'émetteur ne peut pas maintenir une quantité suffisante de données en transit, même si la liaison dispose de capacité disponible. La distance impose un délai minimal de propagation, tandis que les files d'attente et le traitement ajoutent un délai variable.
Gigue et perte de paquetsLe terme « gigue » désigne généralement la variation du délai de transmission des paquets (l'IETF utilise le terme plus précis de « variation du délai de transmission des paquets »). Des arrivées irrégulières peuvent perturber la voix ou la vidéo. Les paquets TCP perdus sont retransmis, ce qui consomme du temps et de la capacité ; le trafic UDP en temps réel peut quant à lui présenter des interruptions.
Wi-Fi, appareils et configurationLes interférences, un signal faible, le partage du temps d'antenne, les limites du routeur ou de la carte réseau, la charge du processeur, le chiffrement VPN et les tampons MTU ou TCP de chemin incompatibles peuvent limiter un transfert de test ou réel.

Débit et expérience utilisateur sont liés, mais non interchangeables. Le téléchargement d'un fichier volumineux peut se dérouler sans problème sur un chemin à haut débit avec un délai modéré ; en revanche, une conversation vidéo peut s'avérer insatisfaisante en cas de latence variable ou de perte de paquets. La métrique de variation du délai d'arrivée des paquets de l'IETF explique pourquoi cette variation est importante pour les applications nécessitant des paquets régulièrement espacés.

Trois chemins de paquets comparent les arrivées régulières, les irrégularités de synchronisation et la perte d'un paquet entre un expéditeur et un destinataire.
La synchronisation régulière des paquets prend en charge les médias en temps réel ; les variations et les pertes peuvent provoquer des interruptions.

Outils de mesure ou de surveillance du débit

  • iperf3 : Effectue un test actif entre un client et un serveur que vous contrôlez. Il peut tester les protocoles TCP, UDP ou SCTP et fournit des rapports sur le débit mesuré ainsi que d'autres indicateurs. Utilisez-le pour isoler un chemin sur un réseau local (LAN), étendu (WAN) ou au sein d'un centre de données ; il ne mesure pas à lui seul l'intégralité de votre service FAI, sauf si le serveur de test est situé en dehors de ce service.
  • LibreNMS utilise les compteurs d'interface SNMP pour construire des graphiques de trafic à long terme. Il permet de repérer les pics récurrents et de comparer l'utilisation entrante et sortante, mais fournit des rapports sur le trafic de l'interface plutôt que sur un test de transfert d'application de bout en bout.
  • SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer analyse les enregistrements de flux pris en charge afin d'identifier les tendances de trafic et les applications, protocoles ou périphériques qui consomment de la bande passante. Cet outil est utile pour repérer les utilisateurs intensifs et les sources de congestion ; il s'agit d'un produit de surveillance commercial.
  • Wireshark : ses graphiques d’E/S permettent de visualiser le trafic capturé sous forme de bits par intervalle de temps. Utilisez une capture pour analyser de courtes rafales ou dépanner un chemin spécifique ; le résultat ne couvre que les paquets visibles au point de capture.
Un ordinateur client et un serveur échangent des données via un commutateur et un routeur, tandis qu'un graphique sans étiquette suit le test.
Un test de débit actif mesure le chemin spécifique entre son client et son serveur.

Comment obtenir une mesure utile

  1. Déterminez si vous avez besoin d'un test de bout en bout actif ou d'un historique d'utilisation de l'interface. Choisissez iperf3 pour le premier et SNMP ou la surveillance des flux pour le second.
  2. Consignez les points de terminaison, le sens du test, le protocole, sa durée et le type de connexion (filaire ou sans fil). Effectuez le test dans les deux sens si les chemins de téléchargement et d'envoi peuvent différer.
  3. Répétez les tests aux heures creuses et aux heures de pointe. Comparez les résultats sur une période donnée et la perte de paquets, et non une seule valeur de pointe. Vérifiez l'utilisation du processeur du terminal, le débit négocié, les erreurs d'interface, le temps d'aller-retour et le trafic concurrent avant d'incriminer le FAI ou un appareil en particulier.
  4. Soyez prudent lors des tests de charge sur les réseaux de production : ils génèrent volontairement du trafic et peuvent impacter les autres utilisateurs. Commencez par un test limité et coordonnez les tests à plus grande échelle avec l’administrateur réseau.

La comparaison la plus pertinente est celle qui s'effectue dans des conditions identiques : mêmes points de terminaison, même direction, même protocole et conditions de test similaires. Le résultat devient ainsi un indice de diagnostic plutôt qu'une comparaison trompeuse entre la bande passante nominale d'un forfait et un simple échantillon de débit.

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