Ce sunt debitul de rețea și lățimea de bandă? Factori care afectează performanța

Debitul rețelei și lățimea de bandă sunt două dintre cele mai importante valori ale rețelelor, dar sunt adesea înțelese greșit și confuze. Obiectivul nostru de astăzi este să încercăm să aruncăm o lumină asupra chestiunii și să vă oferim o mai bună înțelegere a ceea ce sunt acestea - și ce nu sunt, ce factori afectează aceste valori importante și ce instrumente pot fi utilizate pentru a le măsura efectiv. Vom încerca să menținem discuția cât mai netehnică posibil, oferind în același timp cât mai multe informații utile.

Vom începe prin a încerca să definim ce sunt lățimea de bandă și debitul și, mai important, cum diferă, deoarece pare să existe o confuzie destul de mare între cei doi termeni. În continuare, vom explora diferiții factori care pot afecta debitul și performanța rețelei în general. Vom arunca o privire asupra întârzierii și latenței, fluctuației și pierderii de pachete, deoarece acestea sunt cei mai comuni factori care afectează performanța. Și odată ce terminăm cu teoria, vom trece în revistă unele dintre cele mai bune instrumente pe care le puteți folosi pentru a monitoriza sau măsura debitul rețelei.

Despre lățimea de bandă și debitul

Lățimea de bandă și debitul sunt concepte oarecum diferite, în ciuda multor confuzii între ele. Să încercăm să o rezolvăm, începând cu lățimea de bandă. Lățimea de bandă a rețelei se referă la cantitatea maximă de date care poate fi transferată pe secundă într-o rețea. Este, cu alte cuvinte, capacitatea de transport de date a rețelei și, deși circuitele pot fi modernizate, acesta este un efort complex și, ca atare, lățimea de bandă nu este considerată a fi ceva ce putem controla cu ușurință „din mers”.

În ceea ce privește debitul, se referă la cantitatea reală de date transportată într-o rețea. Debitul diferă adesea de lățimea de bandă din mai multe motive. De exemplu, este posibil să nu existe suficiente date de transportat pentru a utiliza toată lățimea de bandă disponibilă. De asemenea, ar putea exista diverși factori care încetinesc traficul, așa cum vom vedea în curând.

Un alt concept care pare să nu facă altceva decât să adauge o confuzie, totul este viteza. Viteza se referă adesea la cât de multe date pot fi descărcate sau încărcate printr-o anumită conexiune, cum ar fi un serviciu de internet DSL sau modem prin cablu. Pe scurt, este un termen non-tehnic, de marketing, folosit de furnizorii de servicii pentru a-și face publicitate serviciilor. Este, totuși, aproximativ echivalent cu lățimea de bandă.

Factori care afectează randamentul

Deci, dacă debitul este capacitatea maximă de transport a unui circuit, nu ar trebui să varieze, nu? Ei bine, de fapt face... multe, de fapt. De fapt, este important să se facă distincția între debitul maxim și debitul real. Să explicăm. Să luăm în considerare, de exemplu, debitul unei căi de date între un server dintr-un centru de date și un alt server dintr-un alt centru de date. S-ar părea a fi o presupunere rezonabilă că debitul căii va fi cel al segmentului cu cel mai mic debit. Dar, deși este adevărat că nu va fi niciodată mai mare decât atât, ar putea fi, totuși, mai jos. Să aruncăm o privire la câțiva dintre factorii principali care ar putea afecta debitul.

Întârziere și latență

Întârzierea și latența sunt doi dintre factorii principali care afectează performanța percepută a rețelei. Și, la fel ca lățimea de bandă și debitul, există adesea multă confuzie între ele, până la punctul în care cele două concepte sunt adesea folosite interschimbabil. Acest lucru este de înțeles, deoarece ambele au de-a face cu timpul necesar pentru ca datele să călătorească de la sursă la destinație. Latența este adesea descrisă ca fiind timpul scurs de la sursa care trimite un pachet la destinația care îl primește. De asemenea, se poate referi la timpul de întârziere dus-întors, care a cuprins latența unidirecțională de la sursă la destinație plus latența unidirecțională de la destinație înapoi la sursă. De fapt, latența dus-întors este folosită mai des, în principal pentru că poate fi măsurată dintr-un singur punct.

Latența este o caracteristică fizică a rețelelor. Este un factor al distanței dintre sursă și destinație și al vitezei luminii care, de altfel, este și viteza cu care se deplasează datele pe orice tip de suport. La fel ca lățimea de bandă, latența este un parametru fix. Singura modalitate de a o reduce este să mutați sursa mai aproape de destinație și reducerea distanței cu 100 km (60 mile) va elimina aproximativ 1 milisecundă de latență.

Mai mulți factori pot adăuga întârzieri transmisiilor în rețea. De exemplu, întârzierea în coadă apare atunci când un gateway primește mai multe pachete din surse diferite care se îndreaptă către aceeași destinație. Deoarece, în mod obișnuit, un singur pachet poate fi transmis la un moment dat, unele dintre ele trebuie să fie puse în coadă pentru transmisie, aducând o întârziere suplimentară. De asemenea, sunt înregistrate întârzieri de procesare în timp ce un gateway determină ce să facă cu un pachet nou primit. Buffering-ul poate provoca, de asemenea, întârzieri crescute de un ordin de mărime sau mai mult. Combinația de întârzieri de propagare, coadă și procesare duce adesea la un profil de latență a rețelei complex și variabil.

Jitter

Jitter este unul dintre cei mai mari dușmani ai transmisiilor de rețea. În ciuda faptului că este ușor de explicat, înțelegerea cum și de ce poate avea un efect atât de negativ asupra transmisiilor de date este ceva mai complicată. În expresia sa cea mai simplă, jitter-ul este o variație a întârzierii. Există mai mulți factori care pot cauza agitație. De fapt, mulți dintre aceiași factori care cauzează întârzieri pe care tocmai i-am discutat pot provoca, de asemenea, agitație. De exemplu, întârzierile la coadă sunt direct legate de lungimea cozii. Și din moment ce o coadă tipică variază în mod constant în lungime, la fel și întârzierea, deci fluctuația.

Dar fluctuația nu afectează tot traficul de rețea în același mod. Riscul pe care îl prezintă fluctuația este că, dacă întârzierile variază considerabil între pachetele multiple care compun un mesaj, acestea ar putea ajunge la destinație în afara secvenței. Să luăm, de exemplu, o transmisie compusă din patru pachete care sunt transmise la intervale de 10 ms. Primul întâmpină 20 ms de latență, al doilea 60 ms, al treilea 40 ms și ultimul 20 ms. Vă scutesc de matematica plictisitoare, dar într-o astfel de situație va sosi primul pachet, urmat de al patrulea, apoi de al treilea și în final de al doilea. În multe situații, aceasta nu este o problemă. De exemplu, dacă avem de-a face cu un transfer de fișiere, pachetele sunt numerotate secvențial și pot fi reasamblate cu ușurință în ordinea corectă la capătul de primire. Pe de altă parte, dacă ceea ce avem este trafic în timp real, cum ar fi o conversație VoIP, avem probleme, deoarece pachetele nu pot fi reasamblate corect în timp real, rezultând un sunet deformat. Din punctul de vedere al utilizatorului, avem o problemă de performanță.

Pierdere de pachete

Pierderea pachetelor este un alt factor major care afectează performanța percepută a rețelei. Rețelele nu sunt perfecte și, din când în când, pachetele de date nu ajung la destinație din diverse motive. Când se întâmplă acest lucru cu traficul TCP, nu este o problemă prea mare, deoarece capătul de recepție poate solicita o retransmitere a datelor lipsă. Totuși, va provoca o oarecare întârziere și va crește volumul de date. Cu traficul UDP, lucrurile nu sunt atât de bune. Un pachet pierdut va fi pierdut pentru totdeauna. Într-o conversație VoIP, aceasta ar duce la întreruperi audio care, dacă sunt prea severe, pot face vorbirea de neînțeles. În ambele cazuri, este foarte clar că pierderea pachetelor va avea un impact asupra performanței percepute.

Cele mai bune instrumente pentru a măsura debitul

Dintre toate instrumentele disponibile pentru monitorizarea și măsurarea performanței rețelei, unele sunt mai bune decât altele la măsurarea debitului. Acestea sunt instrumentele pe care urmează să le examinăm. Instrumentele de mai jos folosesc diferite metode pentru a măsura debitul. Unii vor folosi protocoale de management și analiză a rețelei, cum ar fi SNMP sau NetFlow, în timp ce alții vor efectua diverse tipuri de teste de stres.

1. Pachetul de analiză a lățimii de bandă de rețea SolarWinds ( ÎNCERCARE GRATUITĂ)

SolarWinds și- a creat o reputație solidă pentru realizarea unora dintre cele mai bune instrumente de monitorizare a rețelei. Și așa cum nu a fost suficient, compania este renumită și pentru numeroasele sale instrumente gratuite care se adresează nevoilor specifice ale administratorilor de rețea, cum ar fi Kiwi Syslog Server sau Advanced Subnet C alculator .

Dar când vine vorba de lățimea de bandă și debitul de rețea, pachetul de analiză a lățimii de bandă de rețea SolarWinds este ceea ce aveți nevoie. Platforma oferă analiză cuprinzătoare a lățimii de bandă și monitorizare a performanței folosind monitorizarea SNMP și monitorizarea fluxului care este încorporată în majoritatea routerelor. Cu acest produs, puteți detecta, diagnostica și rezolva problemele de performanță a rețelei. De asemenea, puteți monitoriza și analiza performanța lățimii de bandă și modelele de trafic. Și, în sfârșit, puteți testa debitul rețelei dintr-o singură consolă personalizabilă.

Pachetul SolarWinds Network Bandwidth Monitor include două instrumente diferite. În primul rând, există SolarWinds Network Performance Monitor . Acesta este produsul emblematic al SolarWinds pentru monitorizarea utilizării rețelei. Scopul principal al instrumentului este monitorizarea lățimii de bandă SNMP, dar poate face mult mai mult. În esență, oferă monitorizare cuprinzătoare a defecțiunilor și management al performanței. Instrumentul utilizează în principal SNMP pentru colectarea datelor și, prin urmare, este compatibil cu echipamentele de rețea de la majoritatea furnizorilor. În plus, caracteristica NetPath vă permite să vizualizați calea critică a rețelei între oricare două puncte monitorizate din rețea, iar instrumentul poate genera automat hărți inteligente ale rețelei.

• ÎNCERCARE GRATUITĂ: Pachetul de analiză a lățimii de bandă de rețea SolarWinds
• Link oficial de descărcare: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

Alerta avansată este un alt punct de vedere al produsului, la fel și tabloul de bord de analiză a performanței PerfStack . O altă caracteristică exclusivă este funcționalitatea Network Insights , care permite monitorizarea complexă a dispozitivului. Vorbind despre cazuri de utilizare mai complexe, instrumentul poate monitoriza rețele definite prin software (SDN) și are suport Cisco ACI încorporat, precum și capacitatea de a monitoriza rețelele wireless și de a genera linii de bază pentru performanța rețelei.

Cealaltă componentă a acestui pachet este SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer . Acest instrument puternic folosește protocolul NetFlow pentru a colecta informații detaliate despre traficul observat. Poate, de exemplu, să raporteze ce tip de trafic este mai frecvent sau ce utilizator sau dispozitiv utilizează cea mai mare lățime de bandă. Pe tabloul de bord al instrumentului sunt disponibile diferite vizualizări, cum ar fi aplicațiile de top, protocoalele de top sau vorbitorii de top, de exemplu. Instrumentul va accepta majoritatea variantelor NetFlow de la diferiți producători.

Iată câteva dintre cele mai bune caracteristici ale SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer :

• Poate fi folosit pentru a monitoriza utilizarea rețelei în funcție de aplicație, protocol și grup de adrese IP.
• Acesta va monitoriza datele fluxului Cisco NetFlow, Juniper J-Flow, sFlow, Huawei NetStream și IPFIX pentru a identifica aplicațiile și protocoalele care sunt cei mai buni consumatori de lățime de bandă.
• Acesta va colecta date de trafic, le va corela într-un format utilizabil și le va prezenta pe interfața sa de utilizator bazată pe web
• Vă poate ajuta să identificați aplicațiile și categoriile care consumă cea mai mare lățime de bandă pentru o mai bună vizibilitate a traficului de rețea și are suport pentru Cisco NBAR2.

SolarWinds Rețeaua Bandwidth Analyzer Pack este licențiat pe baza numărului de noduri, interfețe sau volume pe care trebuie să le monitorizeze. Prețurile nu sunt disponibile cu ușurință și va trebui să contactați SolarWinds pentru a obține o ofertă adaptată nevoilor dvs. exacte. Dacă preferați să încercați produsul înainte de a-l cumpăra, este disponibilă pentru descărcare o perioadă de încercare gratuită complet funcțională de 30 de zile .

2. Iperf3

Cele Iperf serie de instrumente pot fi utilizate pentru a determina debitul maxim al rețelelor IP. Dispune de diverși parametri reglabili legați de sincronizare, protocoale și buffer-uri, permițându-vă să personalizați lucrarea conform nevoilor dvs. exacte. Pentru fiecare test, iperf3 raportează debitul măsurat, pierderea și alți parametri.

Iperf3 oferă multe îmbunătățiri față de versiunile anterioare și acum încorporează o serie de caracteristici găsite în alte instrumente, cum ar fi nuttcp și netperf. Aceste caracteristici utile lipseau din iperf-ul precedent. De exemplu, această versiune are un mod de copiere zero și o ieșire JSON opțională. Rețineți că iperf3 nu este compatibil cu iperf original.

Iperf3 este dezvoltat în principal de ESnet / Lawrence Berkeley National Laboratory. Este lansat sub o licență BSD cu trei clauze. Dezvoltate în principal pe CentOS Linux, FreeBSD și OS X, acestea sunt singurele platforme acceptate oficial. Au existat, totuși, unele rapoarte de succes cu OpenBSD, Android și alte distribuții Linux.

Rețineți că versiunea anterioară a iperf, iperf2, este încă dezvoltată activ de o altă organizație. Dacă doriți cea mai bună funcționalitate, totuși, ar trebui să utilizați iperf3, care poate fi descărcat de pe site-ul său GitHub.

3. Test de viteză LAN

În ciuda numelui său, LAN Speed ​​Test de la Totusoft nu va testa doar rețelele locale. A fost conceput de la zero pentru a fi un instrument simplu, dar puternic pentru măsurarea vitezelor de transfer de fișiere, hard disk, USB și LAN. Instrumentul funcționează prin calcularea timpului necesar pentru a muta o cantitate cunoscută de date. Dacă selectați un hard disk local sau dispozitive de stocare USB ca destinație, acesta va măsura debitul dispozitivului respectiv. Pe de altă parte, dacă selectați o locație de stocare la distanță, aceasta va măsura debitul rețelei.

Testul de viteză LAN construiește fișierul de testare în memorie, apoi îl transferă în ambele sensuri (fără efectele adverse ale stocării în cache a fișierelor Windows/Mac), ținând evidența timpului necesar pentru a finaliza transferul. Apoi face toate calculele pentru tine.

Există, de asemenea, o opțiune de a transfera fișierul pe un computer de la distanță care rulează serverul de testare a vitezei LAN. Acest lucru poate fi util deoarece stabilește că ceea ce măsurați este de fapt debitul LAN și că orice latență a subsistemului de stocare a gazdei la distanță este ignorată. La fel ca instrumentul de testare a vitezei LAN, serverul de testare a vitezei LAN va stoca datele primite în memorie și nu pe disc.

Testul de viteză LAN este disponibil într-o versiune gratuită cu caracteristici reduse sau într-o versiune plătită, începând de la 10 USD pentru o singură licență, cu reduceri de volum pentru mai multe copii.

4. NetStress

NetStress este un instrument specializat în măsurarea debitului în rețelele wireless. Este un instrument cu două componente, cu un client și un server și va măsura efectiv debitul dintre cele două. Deci, poate fi folosit și pentru rețelele cu fir.

Utilizarea recomandată pentru acest instrument este să îl utilizați mai întâi pentru a stabili un punct de referință al performanței unei rețele. Apoi, când sunt raportate probleme și bănuiți că performanța a scăzut, o rulați din nou și comparați rezultatele cu benchmark-ul. Acest lucru vă va spune dacă există de fapt o problemă cu debitul și vă va indica pașii necesari pentru a o remedia. Aici intervine de fapt specializarea wireless a instrumentului.

NetStress este încărcat cu funcții. În primul rând, există un singur instrument care poate fi fie serverul, fie clientul. De asemenea, va suporta atât transferuri de date TCP, cât și UDP cu dimensiunea segmentului variabil și va accepta mai multe fluxuri de date. Are, de asemenea, câțiva parametri avansați care pot fi ajustați după bunul plac. De exemplu, puteți alege ca unitățile de afișare să fie în biți sau octeți pe secundă.

5. TamoSoft Throughput Test

Testul de debit TamoSoft este singurul instrument de pe lista noastră care este promovat ca instrument de testare a debitului. Este un instrument gratuit. Aceasta înseamnă că, deși este disponibil gratuit, nu este open source. Instrumentul funcționează prin trimiterea continuă a fluxurilor de date TCP și UDP în rețeaua dvs. și calculând valori importante. Acesta va calcula, de exemplu, valorile de debit în amonte și în aval, pierderea pachetelor și timpul de călătorie dus-întors. Software-ul afișează rezultatele atât în ​​format numeric, cât și în format grafic.

TamoSoft Throughput Test acceptă atât conexiunile IPv4, cât și IPv6 și permite utilizatorului să evalueze performanța rețelei în funcție de setările de calitate a serviciului (QoS). Ca și alte câteva instrumente de pe lista noastră, acesta este un instrument cu două componente, cu un server și un client.

Iată cum funcționează instrumentele: partea client se conectează la partea server care ascultă conexiuni. Odată realizată conexiunea, clientul și serverul fac schimb de date în ambele direcții, iar partea client a aplicației calculează și afișează valorile rețelei. Acest lucru este destul de simplu, dar face o treabă excelentă în măsurarea debitului real.

TamoSoft Throughput Test este gratuit, iar TamoSoft oferă, de asemenea, o soluție completă pentru analiza performanței WLAN, numită TamoGraph Site Survey.

6. IxChariot

Ultimul pe lista noastră este IxChariot de la Ixia, filiala software a Keysight, producătorul unora dintre cele mai renumite echipamente de testare electronică din lume. IxChariot este de fapt mult mai mult decât un instrument de măsurare a debitului, este o soluție completă de analiză a rețelei cu nenumărate caracteristici avansate. Va măsura debitul - altfel nu ar fi pe această listă - dar va face mult mai mult.

Acest produs vă va permite să evaluați instantaneu performanța rețelei, inclusiv performanța wireless și localizarea geografică. Punctele sale finale de performanță vor rula pe dispozitive mobile, PC-uri, Mac-uri sau în orice hypervisor sau serviciu cloud și vor permite gestionarea centrală a oricărei platforme. Software-ul oferă emulare completă a aplicației și valori cheie de performanță, inclusiv debit, pierdere de pachete, jitter, întârziere, MOS și videoclipuri OTT precum Netflix sau YouTube.

Acesta este un produs de top care are un preț de top care poate fi obținut doar prin solicitarea unei cotații oficiale. Și, în timp ce o versiune de probă gratuită nu este disponibilă, există o versiune demo online gratuită.