Il throughput e la larghezza di banda della rete sono due delle metriche più importanti delle reti, ma sono spesso fraintese e confuse. Il nostro obiettivo oggi è cercare di far luce sulla questione e darti una migliore comprensione di cosa sono e cosa non sono, quali fattori stanno influenzando queste importanti metriche e quali strumenti possono essere utilizzati per misurarle effettivamente. Cercheremo di mantenere la nostra discussione il più non tecnica possibile fornendo quante più informazioni utili possibili.
Inizieremo cercando di definire cosa sono la larghezza di banda e il throughput e, cosa più importante, in che modo differiscono poiché sembra esserci un po' di confusione tra i due termini. Successivamente, esploreremo i vari fattori che possono influenzare il throughput e le prestazioni di rete in generale. Daremo un'occhiata a ritardo e latenza, jitter e perdita di pacchetti in quanto sono i fattori più comuni che influenzano le prestazioni. E una volta terminata la teoria, esamineremo alcuni dei migliori strumenti che è possibile utilizzare per monitorare o misurare il throughput della rete.
Informazioni su larghezza di banda e throughput
Larghezza di banda e throughput sono concetti in qualche modo diversi nonostante molta confusione tra di loro. Proviamo a risolverlo, iniziando dalla larghezza di banda. La larghezza di banda della rete si riferisce alla quantità massima di dati che possono essere trasferiti al secondo su una rete. È, in altre parole, la capacità di trasporto dei dati della rete e sebbene i circuiti possano essere aggiornati, questo è uno sforzo complesso e come tale, la larghezza di banda non è considerata qualcosa che possiamo facilmente controllare "al volo".
Per quanto riguarda il throughput, si riferisce alla quantità effettiva di dati trasportati su una rete. Il throughput spesso differisce dalla larghezza di banda per diversi motivi. Ad esempio, potrebbero non esserci dati sufficienti da trasportare per utilizzare tutta la larghezza di banda disponibile. Potrebbero esserci anche vari fattori che rallentano il traffico come vedremo tra poco.
Un altro concetto che sembra non fare altro che aggiungere un po' di confusione, tutto questo è la velocità. La velocità si riferisce spesso alla quantità di dati che possono essere scaricati o caricati tramite una connessione specifica come un servizio Internet DSL o modem via cavo. In poche parole, è un termine di marketing non tecnico utilizzato dai fornitori di servizi per pubblicizzare i propri servizi. È, tuttavia, approssimativamente equivalente alla larghezza di banda.
Fattori che influenzano la produttività
Quindi, se il throughput è la capacità di carico massima di un circuito, non dovrebbe variare, giusto? Beh, in realtà lo fa... molto, in realtà. In effetti, è importante distinguere tra throughput massimo e throughput effettivo. Spieghiamo. Consideriamo, ad esempio, il throughput di un percorso dati tra un server in un data center e un altro server in un altro data center. Sembrerebbe un presupposto ragionevole che il throughput del percorso sarà quello del segmento con il throughput più basso. Ma mentre è vero che non sarà mai superiore a quello, potrebbe, tuttavia, essere inferiore. Diamo un'occhiata ad alcuni dei principali fattori che potrebbero influenzare il throughput.
Ritardo e latenza
Ritardo e latenza sono due dei principali fattori che influenzano le prestazioni percepite della rete. E proprio come la larghezza di banda e il throughput, c'è spesso molta confusione tra di loro, al punto che i due concetti sono spesso usati in modo intercambiabile. Ciò è comprensibile in quanto entrambi hanno a che fare con il tempo impiegato dai dati per viaggiare dalla sorgente alla destinazione. La latenza è spesso descritta come il tempo trascorso dalla sorgente che invia un pacchetto alla destinazione che lo riceve. Può anche fare riferimento al tempo di ritardo di andata e ritorno che comprendeva la latenza unidirezionale dalla sorgente alla destinazione più la latenza unidirezionale dalla destinazione alla sorgente. In effetti, la latenza di andata e ritorno viene utilizzata più spesso, principalmente perché può essere misurata da un singolo punto.
La latenza è una caratteristica fisica delle reti. È un fattore della distanza tra la sorgente e la destinazione e la velocità della luce che, per inciso, è anche la velocità con cui i dati viaggiano su qualsiasi tipo di supporto. Come la larghezza di banda, la latenza è un parametro fisso. L'unico modo per ridurlo è spostare la sorgente più vicino alla destinazione e ridurre la distanza di 100 km (60 miglia) rimuoverà circa 1 millisecondo di latenza.
Diversi fattori possono aggiungere ritardo alle trasmissioni di rete. Ad esempio, il ritardo nell'accodamento si verifica quando un gateway riceve più pacchetti da diverse fonti diretti verso la stessa destinazione. Poiché in genere è possibile trasmettere solo un pacchetto alla volta, alcuni di essi devono essere messi in coda per la trasmissione, incorrendo in un ritardo aggiuntivo. Allo stesso modo, si verificano ritardi di elaborazione mentre un gateway determina cosa fare con un pacchetto appena ricevuto. Il buffering può anche causare un aumento dei ritardi di un ordine di grandezza o più. La combinazione di propagazione, accodamento e ritardi di elaborazione spesso determina un profilo di latenza di rete complesso e variabile.
jitter
Il jitter è uno dei più grandi nemici delle trasmissioni di rete. Nonostante sia facile da spiegare, capire come e perché può avere un effetto così negativo sulla trasmissione dei dati è un po' più complicato. Nella sua espressione più semplice, il jitter è una variazione del ritardo. Ci sono diversi fattori che possono causare jitter. In effetti, molti degli stessi fattori di ritardo che abbiamo appena discusso possono anche causare jitter. Ad esempio, i ritardi nelle code sono direttamente correlati alla lunghezza della coda. E poiché una tipica coda varia costantemente in lunghezza, anche il ritardo, quindi il jitter.
Ma il jitter non influisce su tutto il traffico di rete allo stesso modo. Il rischio che si pone con il jitter è che, se i ritardi variano notevolmente tra i molteplici pacchetti che compongono un messaggio, potrebbero arrivare a destinazione fuori sequenza. Prendiamo, ad esempio, una trasmissione composta da quattro pacchetti che vengono trasmessi a intervalli di 10 ms. Il primo incontra 20 ms di latenza, il secondo 60 ms, il terzo 40 ms e l'ultimo 20 ms. Vi risparmio i noiosi calcoli ma in una situazione del genere arriverà prima il primo pacchetto, seguito dal quarto, poi dal terzo e infine dal secondo. In molte situazioni, questo non è un problema. Ad esempio, se abbiamo a che fare con un trasferimento di file, i pacchetti sono numerati in sequenza e possono essere facilmente riassemblati nell'ordine corretto all'estremità ricevente. D'altro canto, se quello che abbiamo è traffico in tempo reale come una conversazione VoIP, siamo nei guai perché i pacchetti non possono essere riassemblati correttamente in tempo reale, con conseguente audio confuso. Dal punto di vista dell'utente, stiamo riscontrando un problema di prestazioni.
Perdita di pacchetti
La perdita di pacchetti è un altro fattore importante che influenza le prestazioni di rete percepite. Le reti non sono perfette e, di tanto in tanto, i pacchetti di dati non arrivano a destinazione per vari motivi. Quando ciò accade al traffico TCP, non è un grosso problema poiché l'estremità ricevente può richiedere una ritrasmissione dei dati mancanti. Tuttavia, causerà un certo ritardo e aumenterà il volume dei dati. Con il traffico UDP, le cose non vanno così bene. Un pacchetto perso sarà perso per sempre. In una conversazione VoIP, ciò comporterebbe interruzioni dell'audio che, se troppo gravi, possono rendere il parlato incomprensibile. In entrambi i casi, è molto chiaro che la perdita di pacchetti avrà un impatto sulle prestazioni percepite.
I migliori strumenti per misurare la produttività
Tra tutti gli strumenti disponibili per monitorare e misurare le prestazioni della rete, alcuni sono migliori di altri nella misurazione del throughput. Questi sono gli strumenti che stiamo per recensire. Gli strumenti seguenti utilizzano metodi diversi per misurare il throughput. Alcuni utilizzeranno protocolli di gestione e analisi della rete come SNMP o NetFlow, mentre altri eseguiranno vari tipi di stress test.
1. Pacchetto analizzatore di larghezza di banda di rete SolarWinds (PROVA GRATUITA)
SolarWinds si è guadagnata una solida reputazione per aver creato alcuni dei migliori strumenti di monitoraggio della rete. E come se non bastasse, l'azienda è anche famosa per i suoi numerosi strumenti gratuiti che soddisfano esigenze specifiche degli amministratori di rete come Kiwi Syslog Server o Advanced Subnet C alculator .
Ma quando si tratta di larghezza di banda e throughput di rete, SolarWinds Network Bandwidth Analyzer Pack è ciò di cui hai bisogno. La piattaforma fornisce un'analisi completa della larghezza di banda e il monitoraggio delle prestazioni utilizzando il monitoraggio SNMP e il monitoraggio del flusso integrato nella maggior parte dei router. Con questo prodotto è possibile rilevare, diagnosticare e risolvere i problemi di prestazioni della rete. Puoi anche monitorare e analizzare le prestazioni della larghezza di banda e i modelli di traffico. Infine, puoi testare il throughput di rete da un'unica console personalizzabile.
Il SolarWinds Network Bandwidth Monitor Pack include due diversi strumenti. Innanzitutto, c'è SolarWinds Network Performance Monitor . Questo è il prodotto di punta di SolarWinds per il monitoraggio dell'utilizzo della rete. Lo scopo principale dello strumento è il monitoraggio della larghezza di banda SNMP, ma può fare molto di più. Fondamentalmente, offre un monitoraggio completo dei guasti e una gestione delle prestazioni. Lo strumento utilizza principalmente SNMP per la raccolta dei dati ed è quindi compatibile con le apparecchiature di rete della maggior parte dei fornitori. Inoltre, la sua funzione NetPath ti consente di visualizzare il percorso di rete critico tra due punti monitorati sulla tua rete e lo strumento può anche generare automaticamente mappe di rete intelligenti.
Gli avvisi avanzati sono un altro dei punti di forza del prodotto, così come il dashboard di analisi delle prestazioni PerfStack . Un'altra caratteristica esclusiva è la funzionalità Network Insights che consente il monitoraggio complesso dei dispositivi. Parlando di casi d'uso più complessi, lo strumento può monitorare Software Defined Networks (SDN) e ha il supporto Cisco ACI integrato, nonché la capacità di monitorare le reti wireless e di generare linee di base delle prestazioni di rete.
L'altro componente di questo pacchetto è SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer . Questo potente strumento utilizza il protocollo NetFlow per raccogliere informazioni dettagliate sul traffico osservato. Può, ad esempio, segnalare quale tipo di traffico è più frequente o quale utente o dispositivo utilizza la maggior parte della larghezza di banda. Nella dashboard dello strumento sono disponibili diverse visualizzazioni, ad esempio le migliori applicazioni, i migliori protocolli o i migliori oratori. Lo strumento supporterà la maggior parte delle varianti NetFlow di diversi produttori.
Ecco alcune delle migliori caratteristiche di SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer :
Il SolarWinds Network Bandwidth Analyzer Pack viene concesso in licenza in base al numero di nodi, interfacce o volumi da monitorare. Il prezzo non è immediatamente disponibile e dovrai contattare SolarWinds per ottenere un preventivo adatto alle tue esatte esigenze. Se preferisci provare il prodotto prima di acquistarlo, è disponibile per il download una prova gratuita completamente funzionante di 30 giorni .
2. Iperf3
La serie di strumenti iperf può essere utilizzata per determinare il throughput massimo delle reti IP. È dotato di vari parametri sintonizzabili relativi a tempistica, protocolli e buffer, consentendo di personalizzare il lavoro in base alle proprie esigenze. Per ogni test, iperf3 riporta il throughput misurato, la perdita e altri parametri.
Iperf3 offre molti miglioramenti rispetto alle versioni precedenti e ora incorpora una serie di funzionalità presenti in altri strumenti come nuttcp e netperf. Queste utili funzionalità mancavano nel precedente iperf. Ad esempio, questa versione ha una modalità di copia zero e un output JSON facoltativo. Nota che iperf3 non è retrocompatibile con l'iperf originale.
Iperf3 è sviluppato principalmente da ESnet / Lawrence Berkeley National Laboratory. È rilasciato con una licenza BSD a tre clausole. Sviluppate principalmente su CentOS Linux, FreeBSD e OS X, queste sono le uniche piattaforme ufficialmente supportate. Ci sono stati, tuttavia, alcuni rapporti di successo con OpenBSD, Android e altre distribuzioni Linux.
Si noti che la versione precedente di iperf, iperf2, è ancora attivamente sviluppata da un'altra organizzazione. Se vuoi la migliore funzionalità, però, dovresti usare iperf3 che può essere scaricato dalla sua home GitHub.
3. Test velocità LAN
Nonostante il suo nome, LAN Speed Test di Totusoft non testerà solo le reti locali. È stato progettato da zero per essere uno strumento semplice ma potente per misurare il trasferimento di file, il disco rigido, l'unità USB e la velocità della LAN. Lo strumento funziona calcolando il tempo necessario per spostare una quantità nota di dati. Se selezioni un disco rigido locale o dispositivi di archiviazione USB come destinazione, misurerà il throughput di quel dispositivo. D'altra parte, se selezioni una posizione di archiviazione remota, misurerà il throughput della rete.
LAN Speed Test crea il file di prova in memoria, quindi lo trasferisce in entrambi i modi (senza gli effetti negativi della memorizzazione nella cache dei file di Windows/Mac) tenendo traccia del tempo necessario per completare il trasferimento. Quindi esegue tutti i calcoli per te.
C'è anche un'opzione per trasferire il file su un computer remoto che esegue il LAN Speed Test Server. Questo può essere utile in quanto accerta che ciò che stai misurando è realmente il throughput della LAN e che qualsiasi latenza nel sottosistema di archiviazione dell'host remoto viene ignorata. Proprio come lo strumento LAN Speed Test, il LAN Speed Test Server memorizzerà i dati ricevuti in memoria anziché su disco.
LAN Speed Test è disponibile in una versione gratuita con funzionalità ridotte o in una versione a pagamento a partire da $ 10 per una singola licenza con sconti sul volume per più copie.
4. NetStress
NetStress è uno strumento specializzato nella misurazione del throughput su reti wireless. È uno strumento a due componenti con un client e un server e misurerà efficacemente il throughput tra i due. Quindi, può essere utilizzato anche per reti cablate.
L'utilizzo consigliato per questo strumento è utilizzarlo prima per stabilire un benchmark delle prestazioni di una rete. Quindi, quando vengono segnalati problemi e si sospetta che le prestazioni siano peggiorate, lo si esegue di nuovo e si confrontano i risultati con il benchmark. Questo ti dirà se c'è effettivamente un problema con il throughput e indicherà i passaggi necessari per risolverlo. È qui che entra in gioco la specializzazione wireless dello strumento.
NetStress è ricco di funzionalità. Innanzitutto, c'è un solo strumento che può essere il server o il client. Supporterà anche i trasferimenti di dati TCP e UDP con dimensioni del segmento variabili e supporterà più flussi di dati. Ha anche diversi parametri avanzati che possono essere regolati a proprio piacimento. Ad esempio, puoi scegliere le unità di visualizzazione in bit o byte al secondo.
5. Test di produttività TamoSoft
Il TamoSoft Throughput Test è l'unico strumento nel nostro elenco pubblicizzato come strumento di test del throughput. È uno strumento gratuito. Ciò significa che mentre è disponibile gratuitamente non è open source. Lo strumento funziona inviando continuamente flussi di dati TCP e UDP attraverso la rete e calcolando metriche importanti. Ad esempio, calcolerà i valori di throughput upstream e downstream, la perdita di pacchetti e il tempo di andata e ritorno. Il software visualizza i risultati sia in formato numerico che grafico.
Il TamoSoft Throughput Test supporta connessioni IPv4 e IPv6 e consente all'utente di valutare le prestazioni della rete in base alle impostazioni di Quality of Service (QoS). Come alcuni altri strumenti nel nostro elenco, questo è uno strumento a due componenti con un server e un client.
Ecco come funzionano gli strumenti: la parte client si connette alla parte server che è in ascolto delle connessioni. Una volta stabilita la connessione, il client e il server scambiano dati in entrambe le direzioni e la parte client dell'applicazione calcola e visualizza le metriche di rete. Questo è piuttosto semplice, ma fa un ottimo lavoro nel misurare il throughput effettivo.
Il TamoSoft Throughput Test è gratuito e TamoSoft offre anche una soluzione completa per l'analisi delle prestazioni WLAN chiamata TamoGraph Site Survey.
6. IxChariot
L'ultimo della nostra lista è IxChariot di Ixia, il ramo software di Keysight, produttore di alcune delle apparecchiature di test dell'elettronica più famose al mondo. IxChariot è in realtà molto più di un semplice strumento di misurazione del throughput, è una soluzione completa per l'analisi della rete con innumerevoli funzionalità avanzate. Misurerà il throughput, altrimenti non sarebbe in questo elenco, ma farà molto di più.
Questo prodotto ti consentirà di valutare istantaneamente le prestazioni della rete, comprese le prestazioni wireless e la geolocalizzazione. Le sue prestazioni Endpoint verranno eseguite su dispositivi mobili, PC, Mac o in qualsiasi hypervisor o servizio cloud e consentiranno la gestione centralizzata di qualsiasi piattaforma. Il software offre un'emulazione completa dell'applicazione e metriche chiave delle prestazioni, inclusi throughput, perdita di pacchetti, jitter, ritardo, video MOS e OTT come Netflix o YouTube.
Questo è un prodotto di alto livello che ha un prezzo di alto livello che può essere ottenuto solo richiedendo un preventivo formale. E mentre una versione di prova gratuita non è disponibile, lo è una demo online gratuita.
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