Трептене срещу латентност

Условията „ трептене ' и ' латентност ” са два термина, които обикновено се споменават във връзка с проблеми с глас по IP (VoIP) – известен още като IP телефония – мрежи и рядко предвещават добри новини. Администраторите на такива мрежи трябва да следят и за двата проблема и след това да ги разрешат възможно най-скоро. В тази статия ще видим как да направите това.

Оптималната мрежова конфигурация

Ефективността на мрежата се измерва чрез нейната способност да транспортира пакети данни в рамките на пет параметъра на ефективност:

• време – възможно най-кратък срок
• Доставка – без изпускане или загуба на пакети
• Сигурност – доставка на неподправени пакети
• Мащабируемост – възможностите на мрежата да бъде в крак с растежа
• Достигнат – способността му да покрива всички устройства, за които е предназначен, независимо от местоположението му

Ако има две неща, които биха могли да повлияят негативно на всички тези параметри, те биха били трептене и латентност .

Какво представляват трептенето и латентността?

Най-простото обяснение на трептенето би било закъснения в средната времева разлика между последователности от пакети данни .

Трептене, по-подробно, е промяната във времената на забавяне на получените пакети данни. Ако трябва да разгледаме идеална мрежова среда, пакетите се изпращат на равномерно разпределени интервали. След това те преминават през мрежата и достигат дестинацията си непокътнати, в правилната последователност и в същите равномерни интервали.

Но когато мрежата има проблеми като задръстване, неправилна конфигурация или погрешна опашка, този постоянен интервал се извежда извън синхрон, което води до нестабилни предавания на пакети, които ги карат да пристигат в нередовни поредици. Средното време на забавяне между пристигането на тези пакети е известно като „трептене“.

Когато последователността от пакети се предава на редовен интервал, средното време ще остане постоянно, което означава, че има по-малко трептене. Но когато времето продължава да расте и пада, това ще доведе до прекъсване на плавния поток от данни и информация, причинявайки мрежово трептене.

Трептенето може също да се дефинира като „ диференциацията в рамките на латентността (или забавянето) между всеки пакет данни “. Трептенето от повече от 20 ms ще причини забавяне на пристигащите пакети което от своя страна ще доведе до забавяне на вашите аудио или видео комуникации.

Сега, от друга страна, и казано на лаик , латентността е времето, необходимо на пакета данни да достигне до предназначения хост или устройство . Това време се измерва чрез „ехото“, което се изпраща обратно от местоназначението – или всякакви свързващи устройства между тях – потвърждавайки, че пакетът наистина е преминал и че хост устройството е готово за следващата партида пакети.

Тази комуникация напред-назад е критична в TCP/IP мрежова среда, където първоначалните устройства винаги чакат потвърждения, преди да изпратят следващите пакети с данни.

Всеки „скок“, който пакет прави, докато преминава през мрежа, добавя към това забавяне. Ако латентността е по-висока от 150 ms, това причинява неестествени паузи в аудио или видео комуникациите . Във видеообаждане високото забавяне създава несъответствие между аудиото и видеото. Ако тази латентност продължи да нараства, това в крайна сметка може да доведе до дълги периоди на липса на аудио или видео – докато повикването бъде напълно прекратено.

Според Cisco , стандартите, към които трябва да се придържате за оптимална производителност на мрежата, са:

• Максимално еднопосочно („уста до ухо“) забавяне : 150ms
• Максимално закъснение за отиване и връщане : 300 ms
• Максимално трептене : 30 мс

Както виждаме, и двата въпроса са взаимосвързани – което означава, че едното може да причини другото: нервните пакети могат да причинят забавяне, известно още като латентност , във времето за доставка, тъй като те задръстват буфери по пътя.

От друга страна късното доставяне на пакети между мрежови устройства или „латентност“ може да задържи предаването на пакети от техните буферни опашки, което може да доведе до трептене .

И всичко това ни води до заключението че идеалното решение за „плавна“ мрежа би било да се отървем от – или най-малкото да минимизираме – и двете трептене и латентност .

Свързана публикация: Какво е мрежов трептене?

Причини за трептене и латентност

Преди дори да можем да обмислим справяне с трептене и латентност, ще трябва да знаем какво ги причинява. Ето някои от причините:

• Наследен или недостатъчно производителен хардуер – може би вашите рутери и комутатори просто са повредени или несъвместими с вашата мрежова среда или задачите, които се очаква да изпълняват
• Смущения от предмети – стените могат да влошат вашия WIFI сигнал, дори преминаващи коли или самолети, летящи твърде близо, могат да изпратят ЕМП, което може да попречи на вашите излъчвания; не забравяйте дори времето може да се превърне в пречка в облачни дни
• Разстояние между устройствата – разстоянието между устройство от WIFI рутер или разстоянието, което рутерът е от следващото свързващо устройство, определя скоростта на производителност и латентността на пакетите, които ще използват мрежовата връзка; колкото по-голямо е разстоянието, толкова по-голям е шансът за трептене и латентност
• Неправилна конфигурация – лошо конфигурираният софтуер и хардуер могат да причинят сблъсъци на пакети с данни или излъчвания в рамките на подмрежа, което от своя страна ще забави комуникацията
• Безумна интернет връзка – ако вашият бизнес има лоша връзка с интернет или просто не сте инвестирали в необходимата честотна лента, тогава без значение какво правите, пак ще изпитвате трептене и забавяне; вашата честотна лента трябва удобно да отговаря на изискванията за свързаност на вашия бизнес

За да спрем или намалим трептенето и закъснението, трябва да се съсредоточим върху наблюдението на мрежите, оптимизирането на хардуерните активи и проактивно да гарантираме, че конфигурацията на софтуерните решения е правилна по всяко време.

Как измервате трептенето и латентността?

Най-лесният начин за измерване на трептене е чрез PING-иране на отдалечено устройство с определен брой пакети – да речем 20 до 50 – и тогава изчисляване на средната времева разлика между всяка последователност от пакети за отговор .

Например, ако пингваме 192.1xx.xxx.240 (това е примерен IP адрес на отдалечено устройство) с 20 пакета, командата ще бъде „ ping –n 20 192.1xx.xxx.240 ”.

Вашите резултати ще изглеждат по следния начин:

След като приключим, можем да копираме времената в електронна таблица и да изчислим средната стойност на разликата между времената по изчисляване на абсолютната стойност на разликата между милисекундите спрямо тази преди нея :

T₀

.

.

.

| (T_х+1 - T_х ) | (където x = брой пингове на ред)

В нашия пример по-горе трептенето е само 1,7 ms – много малко количество, горди сме да кажем. Разбира се, този тест трябва да се прави редовно за да видите дали има някакви променливи, които биха могли да доведат до покачване. Добри примери биха били трафикът по време на пиковите часове в офиса или кампаниите за внедряване на ИТ пакети. Освен това една част от мрежата може да не работи толкова добре, колкото друга, така че тестване през подмрежи също би било необходимо, особено в по-големи корпоративни мрежи .

Забележка : някои скокове могат да върнат звездичка („*“) или две – това е ОК, ако е достигната крайната дестинация. Целевото устройство може просто да е игнорирало заявката за ping поради сигурност или приоритизиране за Качество на обслужване ( QoS ) причини. Но ако звездичките продължават, докато броят на пинговете не бъде повторен, това означава, че хостът не може да бъде достигнат.

След това можем да използваме TRACERT или TRACEROUTE (в зависимост от вашата операционна система), за да измерите времето, необходимо на пакета да достигне местоназначението си. Ако има закъснения , може да се предположи, че има латентност в мрежата.

Но преди да можем да видим как да използваме TRACERT, ще трябва да видим как работи.

След като командата бъде изпълнена, тя изпраща пакети и чака отговор от всяко устройство за мрежова връзка – обикновено рутер или комутатор, но също и от ISP и основни доставчици на мрежови услуги – по пътя, докато достигне до целевия хост.

TRACERT изпраща три пакета към всяко от тези устройства в серия от скокове и регистри Време за отиване и връщане ( RTT ). Това помага да се измери времето, необходимо на всеки пакет да стигне до и от устройствата. И именно тези комплекти от три пакета използваме за измерване на средните времена на RTT за да разберете дали има забавяне на мрежова връзка.

След като имаме RTT таблицата за целия маршрут, можем да вземем средната стойност за всеки скок. Ако има относително голяма разлика между две или повече, хоп това е индикация за забавяне на комуникацията между двете устройства .

Някои примери за диагностика които можете да използвате, за да разберете какво ви казва вашата мрежа при различни сценарии ( С _х ) включват:

С ₁ = Висок RTT в началото от хоповете показват, че има проблеми в LAN

С _две = Високи RTT в и към края показват, че има проблеми със свързването в или близо до целевия хост

С ₃ = Високи RTT в средата на хоповете, които продължават да остават високи до края е просто индикация за бавна мрежа – и трябва да се подходи по съответния начин

С ₄ = Звездичката („*“) не означава непременно, че устройството е офлайн ; може просто да означава, че е зает с обработката на други заявки с по-висок приоритет, че е конфигуриран да игнорира TRACERT заявки или вашият IP адрес е блокиран – което също трябва да се третира по съответния начин

Както видяхме, тези два инструмента сами по себе си могат да ви дадат богата обратна връзка за текущото трептене и латентност на вашата мрежа.

Колко лоши са ефектите, които трептенето и закъснението имат върху мрежата?

Има много ефекти, които трептенето и забавянето имат върху мрежата, а оттам и ефективността на бизнеса. Ето няколко примера:

Лоша комуникация

Мрежите със закъснение и трептене могат да бъдат истинска пречка за ефективността на комуникацията на бизнеса. Това е особено вярно в случаите, когато пакетите с данни, които се транспортират, трябва да пристигнат непокътнати, за да може предаваната информация да има някакъв смисъл.

Случаят в ръка е VoIP. Няма нищо по-досадно от забавените гласови повиквания и припокриващите се разговори. В най-лошия случай разговорът става напълно разбираем и дори може да завърши с прекъсване на разговора.

Това обикновено се причинява от трептене, което изпраща пакети неправилно.

Изчаквания

Някои приложения анкетират връзка или дестинационен хост за ограничен период от време, преди да прекъснат връзката и да предупредят, че има „таймаут“.

Ако тези изчаквания възникнат, когато критични приложения се опитат да се свържат със сървър, например, това може да означава финансова катастрофа за фирми, които разчитат на онлайн транзакциите на своите клиенти.

Тесни места в мрежата

Видяхме, че трептенето може да причини латентност и обратно.

Пакетите, които се предават на неравномерни интервали, създават трептене поради запълването на буферите в хардуера за свързване, докато чакат да пристигнат всички данни. Това забавя трафика за пакети, които дори не се нуждаят от буфериране и причинява цялостно забавяне, т.е. латентност.

Нека сега да преминем към начините за справяне с трептене и латентност.

Повече методи и инструменти за предотвратяване на трептене и латентност

Един от най-добрите съвети, които някой може да ви даде за намаляване на латентността и особено трептенето в мрежата, би бил: „ Приоритезирайте трафика във вашата мрежа ”.

Ние, разбира се, говорим за внедряване на QoS във вашата мрежа. Това ще гарантира, че пакетите с висок приоритет – като вашите VoIP данни – ще бъдат присвоени или маркирани с по-високи привилегии за предаване. Това позволява на тези пакети да бъдат предадени и по този начин доставени първи.

Има и инструменти за проследяване, отстраняване на неизправности и разрешаване на проблеми с трептене и/или забавяне. Видяхме:

• PING – това е добрият старомоден начин за тестване колко време е необходимо на пакета да достигне местоназначението си; следователно това е най-основният (и прост) инструмент за тестване на латентност
• TRACERT или TRACEROUTE – тук имаме още една стара идея, която винаги е била да проследява пътя, който пакетите трябва да поемат, за да стигнат до местоназначението си; това го прави най-добрият (и най-простият) избор за тестване за причините за трептене

Но колкото и ефективни да са тези два инструмента, няма смисъл да разчитате само на двата, когато управлявате широка мрежа с много активи в нея – това би било досадна задача.

И така, нека да разгледаме инструментите и решенията, които могат да автоматизират вашата административна задача, когато става въпрос за борба с трептене и закъснение.

Джитър буфери

В VoIP мрежа, буферът за трептене е временно съхранение на пакети и буфер, който се намира между крайните точки . Той получава пакети и ги задържа за определен период от време, преди да ги остави да продължат до местоназначението си в правилната им последователност и на равномерно разпределени интервали.

Има два вида буфери за трептене:

• Буфери за статично трептене – Това са буфери, които са хардуерни устройства, които идват конфигурирани от техните производители.
• Динамични буфери за трептене – Тук имаме буфери за трептене, които са внедрени в софтуера на мрежовата система и са конфигурирани от администратори, които могат да ги оформят, за да отговарят на техните персонализирани нужди.

Мениджъри за изтегляне

Закъснението може да бъде причинено от приложения и системи, претоварващи честотната лента. В мрежи, които имат много от тези типове приложения, е необходимо да се уверите, че всички те споделят честно честотната лента или поне да я използват по време на ненатоварените часове.

Един от начините да направите това е да инсталирате мениджъри за изтегляне като Ускорител за изтегляне , DownThemAll , или GetRight . С тези решения в действие, честотната лента на мрежата се споделя между изтегляния и инструментите също намират огледални сайтове за по-бързи и ефективни изтегляния.

Забележка: преди да изберете мениджър за изтегляне, уверете се, че е защитен и че отговаря на специфичните изисквания на вашата мрежа по отношение, например, на операционните системи или браузърите, с които е съвместим.

Използвайте по-малко хмел

При всяка възможна възможност, мрежата трябва да бъде конфигурирана да свързва хостове на произход и дестинация, като използва възможно най-кратките маршрути . Това може да доведе до премахване на ненужните скокове и следователно до намаляване на латентността. Администраторите могат да постигнат това с минимизиране на броя на шлюзовете, които са в техните мрежи.

Софтуерни решения за трептене и латентност

И накрая, нека да разгледаме някои готови решения за наблюдение на мрежата, които могат да позволят на администраторите да имат по-добра представа и контрол върху своите мрежови домейни:

1. SolarWinds VoIP & Network Quality Manager (БЕЗПЛАТНА ПРОБНА ВЕРСИЯ)

The Мениджър на качеството на VoIP и мрежата е продукт, който идва при нас от SolarWinds , един от най-големите производители на решения за мрежово управление днес.

Основни функции:

• Специализиран в гласовия трафик
• Текущо и максимално трептене
• Карта на мрежата
• WAN мониторинг
• IP SLA проследяване

Докато целият пакет предлага стабилно решение, той е Инструмент за наблюдение на трептене в мрежата който помага при анализа на VoIP трафика и измерването на количеството трептене и закъснение, ако има такова, чрез анализиране на потоци от пакети данни, преминаващи през мрежа.

Администраторите могат да разберат производителността и качеството на техния VoIP трафик, тъй като мониторът за трептене на мрежата измерва различни аспекти като текущо трептене и максимално трептене нива. Всякакви обажданията, които имат проблеми, могат да бъдат изолирани за допълнителен анализ въз основа на тези показатели за трептене, както и често срещани кодове за грешки.

Инструментът също така позволява поддържането на висококачествени VoIP комуникации чрез анализиране на подробности за записите на разговори от популярни марки като Cisco и Avaya . SolarWinds ви предлага шанса да изпробвате VoIP & Network Quality Manager на безплатен пробен период.

Професионалисти:

• Фокусирано върху предприятието решение за управление на VoIP, много подробно
• Може лесно да наблюдава множество сайтове и ключови показатели за качество от едно персонализирано табло за управление
• Включва мрежова карта, която помага на екипите да визуализират проблеми с VoIP, чудесно за отстраняване на неизправности при сложни внедрявания
• Може автоматично да открива VoIP устройства, което прави включването лесен процес
• Поддържа мониторинг на SLA, измерващ загуба на пакети, трептене, MOS и латентност

Минуси:

• Инструментът е специално проектиран за корпоративна употреба, пълното проучване на всички функции и опции ще отнеме време

VoIP & Network Quality Manager Изтеглете 30-дневна БЕЗПЛАТНА пробна версия

2. PRTG мрежов монитор (БЕЗПЛАТНА ПРОБНА ВЕРСИЯ)

Това решение за наблюдение на мрежата от Песлер е един от водещите инструменти на пазара. PRTG мрежов монитор позволява на администраторите да контролират своята мрежа от край до край и в цялата инфраструктура. Това е лесен инструмент за използване и неговите функции за наблюдение на трептене и латентност със сигурност ще помогнат да се отървете от тези два конкретни проблема.

Това е решение за наблюдение за по-големи мрежи, където обикновено проблемите с трептенето и закъснението са по-изявени и обезпокоителни.

Основни функции:

• IP SLA проследяване
• Непрекъснат пинг
• QoS показатели
• SNMP базирано картографиране

След инсталирането на инструментът започва да следи за трептене и може да изпълнява тестове, за да открие проблеми с VoIP трафик или QoS конфигурации . И ако има проблеми, той изпраща предупреждения за бързи действия .

PRTG QoS сензор и е Усъвършенстван PING сензор също помагат за наблюдение на латентността. Той редовно анкетира и едновременно следи сървъри, рутери и комутатори, за да се увери, че са готови и работят, като начало, и след това проверява за някакво забавяне в тяхната комуникация.

Професионалисти:

• Използва SNMP, NetFlow и други множество други протоколи, за да създаде най-точната картина на мрежовия и VoIP трафика
• Предлага се с предварително конфигурирани VoIP сензори
• Таблото за управление може да се персонализира чрез серия от уиджети и се усеща интуитивно извън кутията
• Поддържа напълно безплатна версия за до 100 сензора, което го прави добър избор както за малки, така и за големи мрежи
• Ценообразуването се основава на използването на сензора, което го прави гъвкаво и мащабируемо решение за по-големи мрежи, както и за бюджетни организации

Минуси:

• PRTG е богата на функции платформа, която изисква време, за да научи напълно всички налични функции и опции

Опитайте неограничената версия на PRTG мрежов монитор на безплатен пробен период за 30 дни.

Paessler PRTG VoIP мониторинг Изтеглете 30-дневна БЕЗПЛАТНА пробна версия

3. Многопротоколен мрежов тестер

Тук имаме инструмент за мрежово тестване с отворен код от StarTrinity . Това е измамно малко приложение, което наистина има изненадващ удар, когато става въпрос за рисуване на пълна картина на трептене и латентност на мрежа.

Основни функции:

• Безплатен за използване
• Идентифицира неправилно предаване
• Симулира трафик

Този безплатен инструмент помага наблюдава закъсненията в IP пакетите и помага да се открият причините за трептене и закъснение . Може да се използва и за фалшиви атаки в мрежата, за да видите как ще издържи в случай на действителна атака .

Администраторите могат изпълнете тестове за продължителни времена, за да намерите максималните времена на трептене .

Професионалисти:

• Не просто записва трептене, а го изследва
• Позволява системите да бъдат тествани чрез генериран трафик
• Симулирайте нередовен трафик

Минуси:

• Не е много ръководство за потребителя

Изтеглете Многопротоколен мрежов тестер StarTrinity за БЕЗПЛАТНО . Предлага се за Windows или Linux .

Пазете мрежата си от трептене и забавяне

Надяваме се, че тази статия е била полезна, за да ви накара да идентифицирате трептене и латентност в мрежа. Надяваме се също така, че вече ще можете да освободите вашата инфраструктура от двата проблема.

ЧЗВ за трептене и закъснение

Може ли трептенето да е по-високо от латентността?

Възможно е трептенето на линия да стане по-високо от латентността. Това е така, защото трептенето е мярка за отклонение от стандартната скорост на доставка, а латентността е времето, необходимо на пакета, за да стигне от източника до дестинацията. Така че те всъщност измерват две различни неща. Помислете за този сценарий. Подателят изпраща пакети с нормална скорост и след това по някаква вътрешна причина спира изпращането на пакети за известно време и след това възобновява предаването. Ако тази пауза е по-дълга от времето, необходимо на пакета да премине през връзката, интервалът между последния пакет преди паузата и първия пакет при възобновяване ще бъде по-дълъг от времето, необходимо за пътуване на всеки пакет. В този случай трептенето ще бъде причинено от проблем с изпращащото устройство, а не от връзката. Такова забавяне може да бъде причинено и от един от рутерите в пътя, който спира и възобновява своите операции.

Как трептенето е различно от забавянето?

Забавянето на разпространението е времето, необходимо на първия бит от пакета да пътува от източника до местоназначението; трептенето е промяната в скоростта на пристигане на пакети с данни. Така че забавянето измерва времето за пътуване, а трептенето измерва честотата на пристигане на пакети.