Cosa sono la velocità di trasmissione e la larghezza di banda della rete? Fattori che incidono sulle prestazioni

Il throughput e la larghezza di banda della rete sono due dei parametri più importanti delle reti, ma spesso sono fraintesi e confusi. Il nostro obiettivo oggi è cercare di far luce sulla questione e darti una migliore comprensione di ciò che sono — e cosa non sono, quali fattori influenzano queste importanti metriche e quali strumenti possono essere effettivamente utilizzati per misurare loro. Cercheremo di mantenere la discussione il più non tecnica possibile fornendo al contempo il maggior numero possibile di informazioni utili.

Inizieremo cercando di definire quale sia la larghezza di banda e il throughput e, cosa ancora più importante, in che modo differiscono in quanto sembra esserci un po 'di confusione tra i due termini. Successivamente, esploreremo i vari fattori che possono influenzare la velocità effettiva e le prestazioni della rete in generale. Daremo un'occhiata a ritardo e latenza, jitter e perdita di pacchetti in quanto sono i fattori più comuni che incidono sulle 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 velocità effettiva

La larghezza di banda e la velocità effettiva sono concetti leggermente diversi nonostante molta confusione tra di loro. Proviamo a risolverlo, iniziando con la larghezza di banda. La larghezza di banda della rete si riferisce a massimo quantità di dati che possono essere trasferiti al secondo su una rete. In altre parole, è la capacità di trasportare 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 come qualcosa che possiamo facilmente controllare "al volo".

Per quanto riguarda la velocità effettiva, si riferisce a effettivo quantità di dati trasportati su una rete. La velocità effettiva differisce spesso dalla larghezza di banda per diversi motivi. Ad esempio, potrebbero non esserci dati sufficienti da trasportare per esaurire tutta la larghezza di banda disponibile. Potrebbero inoltre esserci vari fattori che rallentano il traffico, come vedremo tra poco.

Un altro concetto che sembra non fare altro che aggiungere un po 'di confusione è la velocità. La velocità si riferisce spesso a quanti dati possono essere scaricati o caricati tramite una connessione specifica come un servizio Internet DSL o modem via cavo. In breve, è un termine di marketing non tecnico utilizzato dai fornitori di servizi per pubblicizzare i propri servizi. Tuttavia, è approssimativamente equivalente alla larghezza di banda.

Fattori che influenzano la produttività

Quindi, se il throughput è la massima capacità di carico di un circuito, non dovrebbe variare, giusto? Bene, effettivamente... molto, in realtà. In effetti, è importante distinguere tra velocità effettiva massima e velocità effettiva effettiva. 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 ragionevole supporre 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 rendimento.

Ritardo e latenza

Ritardo e latenza sono due dei principali fattori che influenzano le prestazioni della rete percepite. E proprio come la larghezza di banda e il throughput, c'è spesso molta confusione tra 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 fonte 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 di accodamento si verifica quando un gateway riceve più pacchetti da origini diverse verso la stessa destinazione. Dato che in genere è possibile trasmettere un solo pacchetto alla volta, alcuni di essi devono essere messi in coda per la trasmissione, causando un ulteriore ritardo. Allo stesso modo, si verificano ritardi nell'elaborazione mentre un gateway determina cosa fare con un pacchetto appena ricevuto. Il buffering può anche causare ritardi maggiori di un ordine di grandezza o più. La combinazione di ritardi di propagazione, di accodamento e di elaborazione comporta spesso un profilo di latenza di rete complesso e variabile.

jitter

Il jitter è uno dei maggiori 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. Esistono diversi fattori che possono causare jitter. In effetti, molti degli stessi fattori che causano ritardi che abbiamo appena discusso possono anche causare jitter. Ad esempio, i ritardi di accodamento sono direttamente correlati alla lunghezza della coda. E poiché una coda tipica varia costantemente in lunghezza, anche il ritardo, quindi il jitter.

Ma il jitter non influenza tutto il traffico di rete allo stesso modo. Il rischio rappresentato dal jitter è che, se i ritardi variano considerevolmente tra i pacchetti multipli 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 rileva 20 ms di latenza, il secondo 60 ms, il terzo 40 ms e l'ultimo 20 ms. Ti risparmierò la noiosa matematica, ma in una situazione del genere il primo pacchetto arriverà per primo, seguito dal quarto, quindi 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 alla fine della ricezione. D'altra parte, se ciò che abbiamo è traffico in tempo reale come una conversazione VoIP, siamo nei guai poiché i pacchetti non possono essere riassemblati correttamente in tempo reale, con conseguente audio confuso. Dal punto di vista di un 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 verrà perso per sempre. In una conversazione VoIP, ciò comporterebbe interruzioni audio che, se troppo gravi, possono rendere il linguaggio 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 della velocità effettiva. Questi sono gli strumenti che stiamo per esaminare. Gli strumenti seguenti utilizzano metodi diversi per misurare la velocità effettiva. Alcuni useranno protocolli di gestione e analisi della rete come SNMP o NetFlow mentre altri eseguiranno vari tipi di stress test.

SolarWinds si è guadagnata una solida reputazione per aver realizzato alcuni dei migliori strumenti di monitoraggio della rete. E poiché ciò non bastasse, l'azienda è anche famosa per i suoi numerosi strumenti gratuiti che rispondono a esigenze specifiche degli amministratori di rete come Kiwi Syslog Server o il Advanced Subnet Calculator.

Ma quando si tratta di larghezza di banda e velocità di trasmissione della rete, il SolarWinds Rete Pacchetto analizzatore larghezza di banda è quello che ti serve. La piattaforma offre analisi complete della larghezza di banda e 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. È inoltre possibile 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 pacchetto di monitoraggio della larghezza di banda della rete SolarWinds include due strumenti diversi. Innanzitutto, c'è il SolarWinds Network Performance Monitor. Questo è SolarWinds"Prodotto di punta 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, è NetPath La funzione consente di visualizzare il percorso di rete critico tra due punti monitorati sulla rete e lo strumento può anche generare automaticamente mappe di rete intelligenti.

• PROVA GRATUITA: Pacchetto analizzatore larghezza di banda di rete SolarWinds
• Link ufficiale per il download: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

L'avviso avanzato è un altro dei punti forti del prodotto, così come lo è PerfStack dashboard di analisi delle prestazioni. Un'altra caratteristica esclusiva è la Network Insights funzionalità che consente il monitoraggio di dispositivi complessi. Parlando di casi d'uso più complessi, lo strumento può monitorare Software Defined Networks (SDN) ed è integrato Supporto Cisco ACI e capacità di monitorare reti wireless e generare prestazioni di rete linee di base.

L'altro componente di questo pacchetto è il Analizzatore del traffico NetFlow di SolarWinds. Questo potente strumento utilizza il protocollo NetFlow per raccogliere informazioni dettagliate su quale sia il traffico osservato. Può, ad esempio, riferire su quale tipo di traffico è più frequente o su quale utente o dispositivo utilizza la maggiore larghezza di banda. Sono disponibili diverse visualizzazioni nella dashboard dello strumento, ad esempio le applicazioni principali, i protocolli principali o i migliori oratori. Lo strumento supporterà la maggior parte delle varianti NetFlow di diversi produttori.

Ecco alcuni dei Analizzatore del traffico NetFlow di SolarWindsLe migliori caratteristiche:

• Può essere utilizzato per monitorare l'utilizzo della rete per applicazione, protocollo e gruppo di indirizzi IP.
• Monitorerà i dati di Cisco NetFlow, Juniper J-Flow, sFlow, Huawei NetStream e IPFIX per identificare quali applicazioni e protocolli sono i principali consumatori di larghezza di banda.
• Raccoglierà i dati sul traffico, li correlerà in un formato utilizzabile e li presenterà sulla sua interfaccia utente basata sul web
• Può aiutarti a identificare quali applicazioni e categorie consumano più larghezza di banda per una migliore visibilità del traffico di rete e ha il supporto per Cisco NBAR2.

Il Larghezza di banda della rete SolarWinds Analizzatore pacco è concesso in licenza in base al numero di nodi, interfacce o volumi che è necessario monitorare. I prezzi non sono prontamente disponibili e dovrai contattare SolarWinds per ottenere un preventivo adattato alle tue esatte esigenze. Se preferisci provare il prodotto prima di acquistarlo, è disponibile una versione di prova gratuita completamente funzionale di 30 giorni per il download.

2. Iperf3

Il iperf è possibile utilizzare una serie di strumenti per determinare il throughput massimo delle reti IP. Presenta vari parametri sintonizzabili relativi a tempistica, protocolli e buffer, che consentono 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 funzioni mancavano dall'iperf precedente. Ad esempio, questa versione ha una modalità di copia zero e un output JSON opzionale. Si noti che iperf3 non è retrocompatibile con l'iperf originale.

Iperf3 è principalmente sviluppato 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, tuttavia, dovresti usare iperf3 che può essere scaricato dalla sua home GitHub.

3. Test di 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 la velocità di trasferimento file, disco rigido, unità USB e 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 rendimento di quel dispositivo. D'altra parte, se si seleziona una posizione di archiviazione remota, misurerà la velocità di trasmissione della rete.

LAN Speed ​​Test crea il file di test in memoria, quindi lo trasferisce in entrambi i modi (senza gli effetti negativi della memorizzazione nella cache dei file 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 server LAN Speed ​​Test. Ciò può essere utile in quanto accerta che ciò che si sta misurando è in realtà il throughput LAN e che qualsiasi latenza nel sottosistema di archiviazione host remoto viene ignorata. Proprio come lo strumento LAN Speed ​​Test, il LAN Speed ​​Test Server memorizzerà i dati ricevuti in memoria anziché sul disco.

LAN Speed ​​Test è disponibile in una versione gratuita a funzionalità ridotta 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 della velocità effettiva 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 innanzitutto utilizzarlo per stabilire un benchmark delle prestazioni di una rete. Quindi, quando vengono segnalati problemi e si sospetta che le prestazioni siano peggiorate, si esegue di nuovo e si confrontano i risultati con il benchmark. Questo ti dirà se esiste effettivamente un problema con la velocità effettiva e indicherà i passaggi necessari per risolverlo. In realtà, qui entra in gioco la specializzazione wireless dello strumento.

NetStress è pieno di funzionalità. Innanzitutto, esiste un solo strumento che può essere il server o il client. Supporterà anche i trasferimenti di dati TCP e UDP con dimensioni dei segmenti variabili e supporterà flussi di dati multipli. Ha anche diversi parametri avanzati che possono essere regolati a proprio piacimento. Ad esempio, è possibile scegliere le unità di visualizzazione in bit o byte al secondo.

5. Test di throughput TamoSoft

Il test della velocità effettiva TamoSoft è l'unico strumento sul nostro elenco che viene pubblicizzato come strumento di prova della velocità effettiva. È uno strumento freeware. Ciò significa che, sebbene sia 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 a monte e a valle, la perdita di pacchetti e il tempo di andata e ritorno. Il software visualizza i risultati in formato numerico e grafico.

TamoSoft Throughput Test supporta connessioni IPv4 e IPv6 e consente all'utente di valutare le prestazioni della rete in base alle impostazioni di Qualità del servizio (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 sta ascoltando le connessioni. Una volta stabilita la connessione, il client e il server scambiano i 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 di misurazione della velocità effettiva.

TamoSoft Throughput Test è freeware e TamoSoft offre anche una soluzione completa per l'analisi delle prestazioni della WLAN che si chiama TamoGraph Site Survey.

6. IxChariot

L'ultimo della nostra lista è IxChariot di Ixia, il ramo del software di Keysight, produttore di alcune delle apparecchiature di collaudo elettroniche più famose al mondo. IxChariot è in realtà molto più di un semplice strumento di misurazione della produttività, è una soluzione di analisi di rete completa con innumerevoli funzionalità avanzate. Misurerà il rendimento, 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 funzioneranno su dispositivi mobili, PC, Mac o in qualsiasi hypervisor o servizio cloud e consentiranno la gestione centralizzata di qualsiasi piattaforma. Il software fornisce emulazione completa dell'applicazione e metriche delle prestazioni chiave, tra cui velocità effettiva, perdita di pacchetti, jitter, ritardo, MOS e video OTT come Netflix o YouTube.

Questo è un prodotto di alto livello che porta un prezzo di alto livello che può essere ottenuto solo richiedendo un preventivo formale. E mentre una versione di prova gratuita non è disponibile, una demo online gratuita è.