Что такое задержка в сети и как ее измерить

Вы когда-нибудь замечали, как сети иногда замедляются до ползания? У вас наверняка есть. Когда это происходит, это часто является признаком большой задержки. Задержка, одна из самых серьезных бедствий сетей, неизбежна, но ее следует поддерживать в разумных пределах. Сегодня мы подробно рассмотрим, что такое задержка в сети и как ее измерить. Мы также обязательно включим несколько обзоров лучших инструментов, которые вы можете использовать для этой цели.

Наше исследование начнется с того, что мы внимательно рассмотрим задержку, что это такое, почему она существует и почему это такая важная метрика, за которой нужно внимательно следить. Далее мы обсудим, что конкретно можно сделать для уменьшения задержки и как ее можно измерить. Вооружившись всеми этими знаниями о задержках, мы наконец исследуем лучшие инструменты, которые вы можете использовать для измерения задержки в вашей собственной среде.

Сетевая задержка в двух словах

Задержку в сети легко описать. Это мера времени, которое требуется пакету данных, чтобы добраться от источника до места назначения. Другое дело, понять, что это такое и почему это важная метрика. В идеальном мире не было бы сетевых задержек. Но на самом деле они всегда будут. Как бы мы ни старались, данные не могут мгновенно перемещаться по сети. Но хотя задержка неизбежна, всегда нужно следить за тем, чтобы она не становилась настолько высокой, чтобы не влиять на нормальную работу сети.

Есть несколько факторов, влияющих на задержку. Во-первых, время распространения - неизбежный фактор. Хотя сети работают быстро, а биты перемещаются со скоростью света (не совсем, но они перемещаются очень быстро), для того, чтобы данные достигли места назначения, все же требуется некоторое время. Чем длиннее путь, тем больше времени он займет, точно так же, как путешествие на 100 миль занимает больше времени, чем на 50. По этой причине задержка между двумя компьютерами, расположенными за тысячи миль друг от друга, всегда будет выше, чем между двумя компьютеры в одной комнате. Другой фактор, способствующий задержке, называется задержкой передачи. Это задержка, которую может внести сам носитель. Это зависит от размера пакетов данных. Пакеты большего размера будут иметь большую задержку, поскольку им потребуется больше времени для сериализации и доставки.

Маршрутизатор и различные другие задержки обработки также способствуют задержке в сети. Даже в почти не используемых каналах, где отсутствует организация очередей, каждому маршрутизатору необходимо манипулировать данными. Например, поле заголовка TTL каждого пакета должно быть уменьшено. Кроме того, большинство сетевых устройств будут ждать полного получения пакета перед его отправкой. Опять же, большие пакеты повлекут за собой более длительные задержки. Это всего лишь несколько примеров, но есть несколько других способов, которыми задержка может быть внесена в сетевую передачу. Мы можем думать о задержках в очереди, которые возникают, когда данные не могут быть отправлены немедленно, или о задержках хранения, когда они должны быть кэшированы на диск или в память, а затем получены. Мы могли бы написать длинный пост именно по этой теме, но вы, вероятно, уловили общую картину.

Важность задержки

Относительно легко понять, что слишком большая задержка может повлиять на удобство использования сетей и вызвать ощутимое снижение производительности. Это то, что делает эту метрику такой важной для наблюдения. Высокая или более высокая, чем обычно, задержка часто является признаком того, что с сетью что-то не так. Чаще, чем любая другая причина, высокая задержка является следствием перегрузки сети. Сети похожи на автомагистрали, и когда трафик слишком большой, все замедляется, и у вас возникает задержка, превышающая нормальную.

Но измеренная задержка не обязательно является признаком перегрузки или другой проблемы с сетью. Поскольку задержка обычно рассчитывается путем измерения времени приема-передачи, общим источником задержки может быть само удаленное устройство. Если удаленное устройство очень занято тем, что ему нужно, и это может не иметь ничего общего с сетью, оно может не сразу отвечать на запросы, которые оно получает от инструмента измерения задержки. Когда это произойдет, это будет восприниматься как задержка в сети, но на самом деле она не имеет ничего общего с сетью, и измерение задержки не даст вам понять об этом.

Точно так же пользователи могут испытывать задержку, не имеющую отношения к сети. Задержка приложения, возможно, так же распространена, как и задержка в сети. Когда серверы перегружаются, они начинают медленнее реагировать. Точно так же, как сети, когда они перегружены. К сожалению, как бы это ни было важно, задержка серверов и приложений сегодня не стоит на повестке дня.

Улучшение задержки

Представьте, что ваша сеть страдает от задержки, а установленные вами инструменты измерения ее обнаруживают и предупреждают вас. Теперь вам нужно найти способы уменьшить задержку в сети. Есть несколько способов сделать это, но то, как исправить высокую задержку, зависит от того, что ее вызывает. Поскольку чрезмерное использование сети является наиболее частой причиной задержки в сети, давайте посмотрим, что с этим можно сделать.

Сетевые каналы не безграничны, и когда они перегружаются, возникает перегрузка, и пользователи испытывают большие задержки. Он работает точно так же, как движение по шоссе. Это особенно верно для каналов WAN, которые часто имеют более ограниченную полосу пропускания, чем ваша типичная LAN. Когда это происходит, лучший способ уменьшить задержку - уменьшить использование сети. Это само по себе целая область сетевого администрирования, заслуживающая отдельного поста. Фактически, мы уже писали о повышении производительности сети , и есть много инструментов, которые вы можете использовать для решения этой задачи.

Измерение задержки

Измерение задержки в сети может быть сложнее, чем кажется. Это особенно верно при измерении задержки между очень удаленными точками. Для этого есть несколько причин, но в основном это связано с тем, что даже огромная задержка все еще относительно коротка, порядка нескольких тысячных долей секунды. Вы не можете позвонить своему другу на другом конце провода и сказать ему: «Хорошо, я отправляю вам пакет, скажите мне, когда он прибудет» и измерить задержку. Скорее всего, пакет придет еще до того, как вы закончите говорить. Так что забудьте о времени вручную.

Обычно задержка измеряется путем отправки пакета, который возвращается отправителю, и измерения времени, которое требуется для возврата ответа. Именно это время приема-передачи и считается задержкой. У этого метода оценки есть несколько недостатков. Например, если обратный путь отличается, показатель задержки не скажет вам, какой из прямых или обратных путей имеет задержку.

Другая возможная проблема заключается в том, что типы пакетов, используемых для измерения задержки - обычно запросы и ответы ICMP - не всегда обрабатываются сетевыми устройствами с тем же приоритетом, что и некоторый другой сетевой трафик. Фактически, некоторые устройства маршрутизации просто отбрасывают эти пакеты, как и большинство межсетевых экранов.

Лучшие инструменты измерения задержки

Не существует единого универсального способа измерения задержки в сети. Следовательно, для этой цели можно использовать различные типы инструментов. Измерение задержки (часто называемое задержкой приема-передачи) - это показатель, который используется всеми инструментами, рассмотренными ниже. Некоторые просто измерят задержку, а другие помогут ее точно определить. Другие еще измеряют использование полосы пропускания, а не задержку. Они по-прежнему могут помочь, поскольку мы знаем, что чрезмерное использование является основной причиной высоких задержек.

1. Монитор производительности сети SolarWinds (бесплатная пробная версия)

SolarWinds - один из самых известных производителей инструментов сетевого администрирования. Компания существует около 20 лет и имеет прочную репутацию в области создания одних из лучших инструментов сетевого и системного администрирования, а также нескольких более простых бесплатных инструментов.

SolarWinds Network Performance Monitor является флагманским продуктом компании. Возможно, это один из лучших инструментов для мониторинга пропускной способности SNMP, он содержит столько функций, что мы могли бы писать о нем вечно. Одним из главных преимуществ этого инструмента, скорее всего, является его простота, которая, к счастью, не достигается за счет гибкости. Панели мониторинга, представления, диаграммы и отчеты можно полностью настроить в соответствии с вашими предпочтениями или потребностями. Инструмент можно настроить за считанные минуты, и его можно масштабировать от самых маленьких сетей до огромных с тысячами устройств.

• БЕСПЛАТНЫЙ ПРОБНЫЙ ПЕРИОД: SolarWinds Network Performance Monitor
• Официальная ссылка для скачивания: https://www.solarwinds.com/network-performance-monitor/registration

Однако монитор производительности сети SolarWinds не будет напрямую измерять задержку в сети. Но, предоставляя вам подробную информацию об использовании полосы пропускания в каждой части вашей сети, он позволит вам быстро определить проблемные места, где перегрузка может быть причиной высокой задержки.

SolarWinds Network Performance Monitor использует простой протокол управления сетью (SNMP) для периодического опроса устройств и читать их счетчики интерфейса, вычислительное использование полосы пропускания и ее отображение в виде графиков. Для настройки инструмента требуется только указать IP-адрес устройства и строку сообщества. Расширенные функции позволяют создавать карты сети и отображать критический путь между двумя устройствами, что является отличной функцией при устранении задержек.

Цены на монитор производительности сети SolarWinds зависят от количества отслеживаемых устройств и начинаются с 2 955 долларов. Если вы хотите опробовать инструмент перед его покупкой, доступна полнофункциональная 30-дневная пробная версия.

2. SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer (Бесплатная пробная версия)

Другой отличный продукт от SolarWinds , NetFlow Traffic Analyzer, может дать администраторам более подробное представление о сетевом трафике. Он не только покажет вам использование и потенциальную задержку, но также покажет, где это происходит и что вызывает. Инструмент предоставляет подробную информацию о наблюдаемом трафике. Например, этот инструмент позволит вам узнать, какой тип трафика или какой пользователь использует наибольшую пропускную способность. На приборной панели инструмента доступно множество полезных представлений, таких как основные приложения, основные протоколы или ведущие ораторы.

• БЕСПЛАТНЫЙ ПРОБНЫЙ ПЕРИОД: SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer
• Официальная ссылка для скачивания: https://www.solarwinds.com/netflow-traffic-analyzer/registration

Как можно догадаться по названию, SolarWinds Network Performance Monitor использует протокол Cisco NetFlow для сбора подробной информации об использовании с сетевых устройств. Первоначально созданный Cisco протокол NetFlow позволяет устройствам отправлять подробную информацию о каждом сетевом «разговоре» или потоке в сборщик и анализатор NetFlow, такой как этот инструмент. Эта информация содержит несколько элементов, которые можно использовать для анализа трафика. Многие производители, помимо Cisco, также включают в свое оборудование функции NetFlow или аналогичные, иногда называя это по-другому. Недавно протокол NetFlow был стандартизирован IETF как IPFIX или IP Flow Information Exchange. SolarWinds NetFlow анализатор трафикабудет работать со всеми вариантами протокола, что делает его отличным выбором.

SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer является дополнительным модулем , который устанавливается на верхней части сети Performance Monitor обзор выше. Цена начинается с 1 915 долларов и варьируется в зависимости от количества хостов. И, как и для большинства платных продуктов SolarWinds, доступна 30-дневная бесплатная пробная версия .

3. PRTG Network Monitor.

PRTG Network Monitor от Paessler AG является еще одним инструментом мониторинга пропускной способности. Он известен как один из самых простых и быстрых в установке. Paessler утверждает, что вы можете начать работу в течение нескольких минут и действительно, настройка продукта не займет много времени, хотя и немного больше, чем заявлено. Отчасти это связано с функцией автоматического обнаружения продукта, которая означает, что он просканирует вашу сеть и автоматически добавит найденные компоненты.

PRTG Network Monitor поставляется с несколькими пользовательскими интерфейсами, что позволяет выбрать тот , который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Есть собственное консольное приложение для Windows, есть также веб-интерфейс на основе Ajax и есть мобильные приложения для Android и iOS. И он отлично использует возможности каждой платформы. Например, мобильные приложения позволят вам получить доступ к деталям любого устройства, просто отсканировав наклейку с QR-кодом, прикрепленную к нему. Конечно, консоль Windows позволит вам распечатать эти этикетки.

PRTG Network Monitor использует комбинацию технологий для его мониторинга. Он будет использовать мониторинг SNMP, а также WMI для устройств Windows и NetFlow и Sflow, две похожие, но конкурирующие технологии анализа потоков. В инструменте есть несколько датчиков, специально разработанных для измерения задержки. Есть датчик QoS, который будет измерять задержку приема-передачи, датчик Cisco IP SLA и датчик Ping.

4. Анализатор ManageEngine NetFlow.

NetFlow Analyzer ManageEngine является еще NetFlow-инструмент мониторинга , который имеет некоторые расширенные функции контроля времени ожидания. Инструмент предоставляет подробный обзор использования сети и шаблонов трафика. Его пользовательский веб-интерфейс позволит вам просматривать трафик по приложениям, разговорам, протоколам и т. Д. Обширная панель инструментов инструмента - одна из его лучших функций. Он предлагает одну из лучших универсальных возможностей и позволит вам включать любые данные, которые вы хотите. А для администраторов доступны мобильные приложения.

NetFlow Analyzer ManageEngine поддерживает несколько технологий , в том числе потока NetFlow, IPFIX, J-потока, NetStream и несколько других. В качестве бонуса он также имеет отличную интеграцию с устройствами Cisco с поддержкой настройки формирования трафика и / или политик QoS прямо из инструмента. А для измерения задержки в этом инструменте есть монитор WAN Round Trip Time (RTT), который позволяет отслеживать доступность WAN, время задержки и качество обслуживания.

5. PingPlotter

Несмотря на несколько вводящее в заблуждение название, PingPlotter на самом деле представляет собой графическое программное обеспечение Traceroute, которое может помочь в решении сетевых проблем. Этот диагностический инструмент отображает время задержки и потерю пакетов между вашим компьютером и целью. Это позволяет визуализировать информацию, тем самым ускоряя процесс устранения неполадок, и может помочь в создании дела, если вам нужно убедить кого-либо в существовании проблемы.

PingPlotter отображает производительность сети на каждом этапе между компьютером, на котором он запущен, и целевым веб-сайтом, сервером или устройством. Инструмент проверит путь к любому устройству, доступному в сети, и покажет, где происходит задержка, что сэкономит вам много времени на диагностику.

Хотя статистика производительности полезна, она говорит вам только о том, что сеть вышла из строя - или не вышла из строя - во время теста и где произошел сбой. PingPlotter имеет полезную функцию временной шкалы, которая обеспечивает более глубокий уровень понимания, показывая, когда именно возникают проблемы. Это позволяет отличить постоянный отказ на протяжении всего теста от короткого периода серьезного отказа. Это также может помочь сопоставить сбой с другими одновременными событиями.

6. MultiPing

MultiPing - еще один продукт с вводящим в заблуждение названием. Хотя он в основном использует Ping для выполнения своих задач, на самом деле это система мониторинга, чем-то напоминающая меньший SolarWinds Network Performance Monitor. Конечно, использование Ping вместо SNMP означает, что информация, которую вы получите, будет совсем другой. Вы не можете ожидать увидеть использование полосы пропускания с помощью этого инструмента, но единственное, что вы увидите, - это задержка. И точно так же, как мониторы пропускной способности будут строить графики изменения пропускной способности во времени, этот будет строить графики задержки во времени.

MultiPing покажет вам потерю пакетов в процентах, а также минимальную, среднюю и максимальную задержку. У него есть автоматическое обнаружение, поэтому его настройка очень проста. Пользовательский интерфейс продукта можно настроить по своему усмотрению, разместив его различные компоненты по своему усмотрению. Система также имеет функцию оповещения, которая может уведомить вас, когда параметры выходят за пределы допустимого диапазона. Помимо уведомлений, по оповещениям можно запускать программы.

7. Пинг

Однако вам не нужно ничего скачивать или устанавливать для проверки задержки. Ping - это команда, встроенная в большинство современных операционных систем. Вкратце, Ping отправляет серию эхо-запросов ICMP на целевой IP-адрес и ждет, пока он не ответит соответствующими эхо-ответами ICMP. Задержка между запросом и ответом называется задержкой приема-передачи, которая также называется задержкой. И когда ей не удается получить ответ на один из своих запросов, утилита предполагает, что либо запрос, либо ответ были потеряны при передаче, и компилирует информацию о потере пакетов, которая отображается после завершения выполнения команды.

8. Traceroute (или Tracert)

Точно так же Traceroute - или Tracert, если вы живете в мире Windows - также можно использовать для тестирования задержки. Это еще одна команда, встроенная в большинство операционных систем. Он использует тот же тип запросов и ответов ICMP, что и Ping, но делает это таким способом, который позволяет индивидуально тестировать время отклика - или задержку - каждого сегмента сети на пути. Это даже лучше, чем Ping, поскольку он может дать вам довольно хорошее представление о том, где происходит большая часть задержки. Таким образом, этот инструмент может не только измерять, но и определять местонахождение задержки.

В заключении

Мы видели, как задержка может нанести ущерб производительности вашей сети и насколько важно держать ее под контролем. Мы также рассмотрели, как уменьшить задержку и как ее измерить. Но самое главное, мы предоставили вам обзоры некоторых из самых лучших инструментов, которые вы можете использовать для измерения задержки. Все инструменты, которые мы представили, превосходны, и любой из них поможет вам измерить задержку. Однако они сильно отличаются друг от друга, и вам следует более внимательно изучить подробный набор функций каждого инструмента, прежде чем выбирать один, поскольку большинство представленных инструментов на самом деле делают гораздо больше, чем просто измеряют задержку.