¿Qué son el rendimiento de la red y el ancho de banda? Factores que afectan el rendimiento

El rendimiento de la red y el ancho de banda son dos de las métricas más importantes de las redes, pero a menudo se malinterpretan y confunden. Nuestro objetivo hoy es tratar de arrojar algo de luz sobre el asunto y darle una mejor comprensión de lo que son, y qué no son, qué factores están afectando estas métricas importantes y qué herramientas se pueden utilizar para medir realmente ellos. Trataremos de mantener nuestra discusión lo menos técnica posible mientras proporcionamos tanta información útil como sea posible.

Comenzaremos tratando de definir qué son el ancho de banda y el rendimiento y, lo que es más importante, cómo difieren, ya que parece haber bastante confusión entre los dos términos. A continuación, exploraremos los diversos factores que pueden afectar el rendimiento y el rendimiento de la red en general. Analizaremos el retraso y la latencia, la fluctuación de fase y la pérdida de paquetes, ya que son los factores que afectan el rendimiento más comunes. Y una vez que hayamos terminado con la teoría, revisaremos algunas de las mejores herramientas que uno puede usar para monitorear o medir el rendimiento de la red.

Acerca del ancho de banda y el rendimiento

El ancho de banda y el rendimiento son conceptos algo diferentes a pesar de la gran confusión entre ellos. Intentemos solucionarlo, comenzando con el ancho de banda. El ancho de banda de la red se refiere a máximo cantidad de datos que se pueden transferir por segundo en una red. Es, en otras palabras, la capacidad de transporte de datos de la red y, aunque los circuitos se pueden actualizar, esto es un esfuerzo complejo y, como tal, el ancho de banda no se considera algo que podamos controlar fácilmente "sobre la marcha".

En cuanto al rendimiento, se refiere a la real cantidad de datos transportados en una red. El rendimiento a menudo difiere del ancho de banda por varias razones. Por ejemplo, puede que no haya suficientes datos para llevar a utilizar todo el ancho de banda disponible. También podría haber varios factores que ralentizan el tráfico, como veremos en breve.

Otro concepto que parece no hacer nada más que agregar algo de confusión, todo esto es la velocidad. La velocidad a menudo se refiere a la cantidad de datos que se pueden descargar o cargar a través de una conexión específica, como un servicio de Internet por cable o DSL. En pocas palabras, es un término de marketing no técnico utilizado por los proveedores de servicios para anunciar sus servicios. Sin embargo, es aproximadamente equivalente al ancho de banda.

Factores que afectan el rendimiento

Entonces, si el rendimiento es la capacidad máxima de carga de un circuito, no debería variar, ¿verdad? Bueno, en realidad sí... mucho, en realidad. De hecho, es importante distinguir entre el rendimiento máximo y el rendimiento real. Vamos a explicar Consideremos, por ejemplo, el rendimiento de una ruta de datos entre un servidor en un centro de datos y otro servidor en otro centro de datos. Parecería una suposición razonable que el rendimiento de la ruta será el del segmento con el rendimiento más bajo. Pero si bien es cierto que nunca será más alto que eso, sin embargo, podría ser más bajo. Echemos un vistazo a algunos de los principales factores que podrían estar afectando el rendimiento.

Retraso y latencia

El retraso y la latencia son dos de los principales factores que afectan el rendimiento percibido de la red. Y al igual que el ancho de banda y el rendimiento, a menudo hay mucha confusión entre ellos, hasta el punto de que los dos conceptos a menudo se usan indistintamente. Esto es comprensible ya que ambos tienen que ver con el tiempo que tardan los datos en viajar desde su origen hasta su destino. La latencia a menudo se describe como el tiempo transcurrido desde que la fuente envía un paquete al destino que lo recibe. También puede referirse al tiempo de retraso de ida y vuelta que comprendía la latencia unidireccional desde el origen hasta el destino más la latencia unidireccional desde el destino de regreso a la fuente. De hecho, la latencia de ida y vuelta se usa con más frecuencia, principalmente porque se puede medir desde un solo punto.

La latencia es una característica física de las redes. Es un factor de la distancia entre la fuente y el destino y la velocidad de la luz que, por cierto, también es la velocidad a la que viajan los datos sobre cualquier tipo de medio. Al igual que el ancho de banda, la latencia es un parámetro fijo. La única forma de reducirlo es acercar la fuente al destino y reducir la distancia en 100 km (60 millas) eliminará aproximadamente 1 milisegundo de latencia.

Varios factores pueden agregar retraso a las transmisiones de red. Por ejemplo, el retraso en la cola ocurre cuando una puerta de enlace recibe múltiples paquetes de diferentes fuentes que se dirigen hacia el mismo destino. Dado que normalmente solo se puede transmitir un paquete a la vez, algunos de ellos deben ponerse en cola para su transmisión, lo que genera un retraso adicional. Del mismo modo, se producen retrasos en el procesamiento mientras una puerta de enlace determina qué hacer con un paquete recién recibido. El almacenamiento en búfer también puede causar retrasos mayores de un orden de magnitud o más. La combinación de propagación, colas y retrasos en el procesamiento a menudo da como resultado un perfil de latencia de red complejo y variable.

Estar nervioso

Jitter es uno de los mayores enemigos de las transmisiones en red. A pesar de ser fácil de explicar, comprender cómo y por qué puede tener un efecto tan adverso en las transmisiones de datos es algo más complicado. En su expresión más simple, el jitter es una variación en el retraso. Hay varios factores que pueden causar nerviosismo. De hecho, muchos de los mismos factores causantes de retrasos que acabamos de discutir también pueden causar nerviosismo. Por ejemplo, los retrasos en la cola están directamente relacionados con la longitud de la cola. Y dado que una cola típica varía constantemente en longitud, también lo hace la demora, por lo tanto, fluctúa.

Pero la fluctuación de fase no afecta a todo el tráfico de red de la misma manera. El riesgo que plantea la fluctuación es que, si los retrasos varían considerablemente entre los múltiples paquetes que componen un mensaje, podrían llegar a su destino fuera de secuencia. Tomemos, por ejemplo, una transmisión compuesta por cuatro paquetes que se transmiten a intervalos de 10 ms. El primero encuentra 20 ms de latencia, el segundo 60 ms, el tercero 40 ms y el último 20 ms. Le ahorraré las aburridas matemáticas, pero en tal situación el primer paquete llegará primero, seguido del cuarto, luego el tercero y finalmente el segundo. En muchas situaciones, esto no es un problema. Por ejemplo, si se trata de una transferencia de archivos, los paquetes se numeran secuencialmente y se pueden volver a ensamblar fácilmente en el orden adecuado en el extremo receptor. Por otro lado, si lo que tenemos es tráfico en tiempo real, como una conversación de VoIP, estamos en problemas ya que los paquetes no se pueden volver a ensamblar correctamente en tiempo real, lo que resulta en un audio confuso. Desde el punto de vista del usuario, tenemos un problema de rendimiento.

Paquete perdido

La pérdida de paquetes es otro factor importante que afecta el rendimiento percibido de la red. Las redes no son perfectas y, de vez en cuando, los paquetes de datos no llegan a su destino por varias razones. Cuando esto sucede con el tráfico TCP, no es un gran problema ya que el extremo receptor puede solicitar una retransmisión de los datos faltantes. Sin embargo, causará cierto retraso y aumentará el volumen de datos. Con el tráfico UDP, las cosas no son tan buenas. Un paquete perdido se perderá para siempre. En una conversación VoIP, eso provocaría pérdidas de audio que, si son demasiado graves, pueden hacer que el habla sea ininteligible. En ambos casos, está muy claro que la pérdida de paquetes tendrá un impacto en el rendimiento percibido.

Las mejores herramientas para medir el rendimiento

Entre todas las herramientas disponibles para monitorear y medir el rendimiento de la red, algunas son mejores que otras para medir el rendimiento. Esas son las herramientas que estamos a punto de revisar. Las siguientes herramientas utilizan diferentes métodos para medir el rendimiento. Algunos usarán protocolos de administración y análisis de red como SNMP o NetFlow, mientras que otros realizarán varios tipos de pruebas de estrés.

Vientos solares Se ha forjado una sólida reputación por fabricar algunas de las mejores herramientas de monitoreo de red. Y como eso no fue suficiente, la compañía también es famosa por sus numerosas herramientas gratuitas que abordan las necesidades específicas de los administradores de red, como Kiwi Syslog Server o la S avanzadoubnet Calculador.

Pero cuando se trata de ancho de banda de red y rendimiento, el Vientos solares Red Paquete de analizador de ancho de banda es lo que necesitas La plataforma proporciona un análisis completo del ancho de banda y un monitoreo del rendimiento mediante el monitoreo SNMP y el monitoreo del flujo integrado en la mayoría de los enrutadores. Con este producto, puede detectar, diagnosticar y resolver problemas de rendimiento de la red. También puede monitorear y analizar el rendimiento del ancho de banda y los patrones de tráfico. Y, por último, puede probar el rendimiento de la red desde una única consola personalizable.

El paquete de monitor de ancho de banda de red de SolarWinds incluye dos herramientas diferentes. Primero, está el Monitor de rendimiento de red de SolarWinds. Esto es Vientos solares"Producto estrella para monitorear el uso de la red. El objetivo principal de la herramienta es la supervisión del ancho de banda de SNMP, pero puede hacer mucho más. En esencia, ofrece monitoreo integral de fallas y gestión del rendimiento. La herramienta utiliza principalmente SNMP para la recopilación de datos y, por lo tanto, es compatible con los equipos de red de la mayoría de los proveedores. Además, es NetPath La función le permite ver la ruta crítica de la red entre dos puntos monitoreados en su red y la herramienta también puede generar automáticamente mapas de red inteligentes.

• PRUEBA GRATIS: Paquete de analizador de ancho de banda de red de SolarWinds
• Enlace de descarga oficial: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

La alerta avanzada es otro de los puntos fuertes del producto y también lo es su PerfStack panel de análisis de rendimiento. Otra característica exclusiva es el Perspectivas de red funcionalidad que permite la monitorización compleja de dispositivos. Hablando de casos de uso más complejos, la herramienta puede monitorear redes definidas por software (SDN) y tiene una función integrada. Soporte de Cisco ACI, así como la capacidad de monitorear redes inalámbricas y generar rendimiento de red líneas de base

El otro componente de este paquete es el Analizador de tráfico SolarWinds NetFlow. Esta poderosa herramienta utiliza el protocolo NetFlow para recopilar información detallada sobre el tráfico observado. Puede, por ejemplo, informar sobre qué tipo de tráfico es más frecuente o qué usuario o dispositivo está utilizando la mayor cantidad de ancho de banda. Hay diferentes vistas disponibles en el panel de instrumentos de la herramienta, como las principales aplicaciones, los principales protocolos o los mejores conversadores, por ejemplo. La herramienta admitirá la mayoría de las variantes de NetFlow de diferentes fabricantes.

Estas son algunas de las Analizador de tráfico SolarWinds NetFlowLas mejores características:

• Se puede usar para monitorear el uso de la red por aplicación, protocolo y grupo de direcciones IP.
• Supervisará los datos de flujo de Cisco NetFlow, Juniper J-Flow, sFlow, Huawei NetStream e IPFIX para identificar qué aplicaciones y protocolos son los principales consumidores de ancho de banda.
• Recopilará datos de tráfico, los correlacionará en un formato utilizable y los presentará en su interfaz de usuario basada en la web.
• Puede ayudarlo a identificar qué aplicaciones y categorías consumen el mayor ancho de banda para una mejor visibilidad del tráfico de red y tiene soporte para Cisco NBAR2.

los Ancho de banda de red de SolarWinds Analizador Paquete tiene licencia en función de la cantidad de nodos, interfaces o volúmenes que debe supervisar. El precio no está disponible fácilmente y deberá comunicarse con SolarWinds para obtener un presupuesto adaptado a sus necesidades exactas. Si prefiere probar el producto antes de comprarlo, Se encuentra disponible una prueba gratuita de 30 días totalmente funcional para descargar

2. Iperf3

los iperf Se pueden utilizar una serie de herramientas para determinar el rendimiento máximo de las redes IP. Cuenta con varios parámetros ajustables relacionados con el tiempo, los protocolos y las memorias intermedias, lo que le permite personalizar el trabajo según sus necesidades exactas. Para cada prueba, iperf3 informa el rendimiento medido, la pérdida y otros parámetros.

Iperf3 ofrece muchas mejoras con respecto a las versiones anteriores y ahora incorpora una serie de características que se encuentran en otras herramientas como nuttcp y netperf. Estas características útiles faltaban en el iperf anterior. Por ejemplo, esta versión tiene un modo de copia cero y una salida JSON opcional. Tenga en cuenta que iperf3 no es compatible con versiones anteriores del iperf original.

Iperf3 está desarrollado principalmente por ESnet / Lawrence Berkeley National Laboratory. Se lanza bajo una licencia BSD de tres cláusulas. Desarrolladas principalmente en CentOS Linux, FreeBSD y OS X, estas son las únicas plataformas oficialmente compatibles. Sin embargo, ha habido algunos informes de éxito con OpenBSD, Android y otras distribuciones de Linux.

Tenga en cuenta que la versión anterior de iperf, iperf2, todavía es desarrollada activamente por otra organización. Sin embargo, si desea la mejor funcionalidad, debe usar iperf3, que se puede descargar desde su página de inicio de GitHub.

3. Prueba de velocidad LAN

A pesar de su nombre, LAN Speed ​​Test de Totusoft no solo probará redes de área local. Fue diseñado desde cero para ser una herramienta simple pero poderosa para medir la transferencia de archivos, disco duro, unidad USB y velocidades de LAN. La herramienta funciona calculando el tiempo requerido para mover una cantidad conocida de datos. Si selecciona un disco duro local o dispositivos de almacenamiento USB como destino, medirá el rendimiento de ese dispositivo. Por otro lado, si selecciona una ubicación de almacenamiento remota, medirá el rendimiento de la red.

LAN Speed ​​Test construye el archivo de prueba en la memoria y luego lo transfiere en ambos sentidos (sin los efectos adversos del almacenamiento en caché de archivos de Windows / Mac) mientras realiza un seguimiento del tiempo requerido para completar la transferencia. Luego hace todos los cálculos por ti.

También hay una opción para transferir el archivo a una computadora remota que ejecuta el Servidor de prueba de velocidad LAN. Esto puede ser útil ya que determina que lo que está midiendo es realmente el rendimiento de LAN y que se ignora cualquier latencia en el subsistema de almacenamiento de host remoto. Al igual que la herramienta LAN Speed ​​Test, el LAN Speed ​​Test Server almacenará los datos recibidos en la memoria en lugar de en el disco.

LAN Speed ​​Test está disponible en una versión gratuita con funciones reducidas o en una versión paga a partir de $ 10 por una sola licencia con descuentos por volumen para copias múltiples.

4. NetStress

NetStress es una herramienta que se especializa en medir el rendimiento en redes inalámbricas. Es una herramienta de dos componentes con un cliente y un servidor y medirá efectivamente el rendimiento entre los dos. Por lo tanto, también se puede usar para redes cableadas.

El uso recomendado para esta herramienta es usarla primero para establecer un punto de referencia del rendimiento de una red. Luego, cuando se informan problemas y sospecha que el rendimiento se ha degradado, lo ejecuta nuevamente y compara los resultados con el punto de referencia. Esto le indicará si realmente hay un problema con el rendimiento e indicará los pasos necesarios para solucionarlo. Aquí es donde entra en juego la especialización inalámbrica de la herramienta.

NetStress está cargado de funciones. Primero, solo hay una herramienta que puede ser el servidor o el cliente. También admitirá transferencias de datos TCP y UDP con un tamaño de segmento variable y admitirá múltiples flujos de datos. También tiene varios parámetros avanzados que se pueden ajustar a su gusto. Por ejemplo, puede elegir que las unidades de visualización estén en bits o bytes por segundo.

5. Prueba de rendimiento de TamoSoft

TamoSoft Throughput Test es la única herramienta en nuestra lista que se anuncia como una herramienta de prueba de rendimiento. Es una herramienta gratuita. Esto significa que, aunque está disponible de forma gratuita, no es de código abierto. La herramienta funciona enviando continuamente flujos de datos TCP y UDP a través de su red y calculando métricas importantes. Por ejemplo, calculará los valores de rendimiento ascendente y descendente, la pérdida de paquetes y el tiempo de ida y vuelta. El software muestra los resultados en formato numérico y gráfico.

La prueba de rendimiento de TamoSoft admite conexiones IPv4 e IPv6 y permite al usuario evaluar el rendimiento de la red en función de la configuración de calidad de servicio (QoS). Al igual que algunas otras herramientas en nuestra lista, esta es una herramienta de dos componentes con un servidor y un cliente.

Así es como funcionan las herramientas: la parte del cliente se conecta a la parte del servidor que está escuchando las conexiones. Una vez que se realiza la conexión, el cliente y el servidor intercambian datos en ambas direcciones y la parte cliente de la aplicación calcula y muestra las métricas de la red. Esto es bastante simple pero hace un excelente trabajo al medir el rendimiento real.

TamoSoft Throughput Test es freeware y TamoSoft también ofrece una solución completa para el análisis de rendimiento de WLAN que se llama TamoGraph Site Survey.

6. IxChariot

El último en nuestra lista es IxChariot de Ixia, la rama de software de Keysight, fabricante de algunos de los equipos de prueba de electrónica más reconocidos del mundo. IxChariot es en realidad mucho más que una simple herramienta de medición de rendimiento, es una solución de análisis de red completa con innumerables funciones avanzadas. Medirá el rendimiento (de lo contrario, no estaría en esta lista), pero hará mucho más.

Este producto le permitirá evaluar instantáneamente el rendimiento de la red, incluido el rendimiento inalámbrico y la ubicación geográfica. Su rendimiento Los puntos finales se ejecutarán en dispositivos móviles, PC, Mac o en cualquier hipervisor o servicio en la nube y permitirán la administración central de cualquier plataforma. El software ofrece emulación completa de la aplicación y métricas clave de rendimiento, incluidos el rendimiento, la pérdida de paquetes, el jitter, el retraso, MOS y videos OTT como Netflix o YouTube.

Este es un producto de nivel superior que tiene un precio de nivel superior que solo puede obtenerse solicitando una cotización formal. Y aunque una versión de prueba gratuita no está disponible, una demostración gratuita en línea sí.