Che cos'è il jitter di rete?

Le reti possono soffrire di diversi disturbi, ognuno dei quali ha un effetto sui trasferimenti di dati. I principali sono il ritardo o la latenza, due cugini stretti così simili che molti li considerano la stessa cosa, la perdita di pacchetti e il jitter.

Mentre è abbastanza ovvio quale impatto il ritardo o la latenza possono avere sulle comunicazioni di rete ed è anche facile capire cosa può causare la perdita di pacchetti, il jitter è un concetto più complicato. È, tuttavia, ciò di cui parleremo oggi e anche se non abbiamo intenzione di far tremare voi esperti, la nostra speranza è per darti informazioni sufficienti per capire meglio di cosa si tratta, come può influenzare la tua rete e cosa si può fare per prevenirlo o ridurlo.

Inizieremo la nostra discussione con alcune informazioni di base sul jitter. Faremo del nostro meglio per spiegare cos'è e come avviene. Discuteremo quindi gli effetti negativi del jitter eccessivo e quanto di esso dovrebbe essere tollerato. Quindi, esamineremo il caso specifico del traffico VoIP poiché questo è uno dei servizi di rete più comuni che risente maggiormente del jitter. Seguirà una discussione sulla misurazione e il monitoraggio del jitter con una breve rassegna di alcuni dei migliori strumenti disponibili a tale scopo. Il nostro prossimo ordine del giorno sarà prevenire o ridurre il jitter. Vedremo come i buffer jitter e la prioritizzazione dei pacchetti QoS siano due delle migliori opzioni.

Un po' di terminologia

Per iniziare tutti dalla stessa pagina, definiamo prima un paio di termini importanti. Infatti. Non sono tanto i termini in sé che sono importanti, ma siamo consapevoli delle loro differenze e somiglianze. Sono i quattro disturbi principali delle reti che abbiamo elencato in precedenza.

Perdita di pacchetti è semplicemente il fallimento di uno o più pacchetti per raggiungere la loro destinazione. È relativamente frequente, ma i suoi effetti sono mitigati dalla correzione degli errori incorporata in molti protocolli di rete.

Ritardo è il tempo impiegato dai dati per passare da un punto all'altro. È un fattore della distanza tra la sorgente e la destinazione e la velocità con cui i dati viaggiano.

Latenza è qualsiasi ritardo aggiuntivo aggiunto alla trasmissione dei dati per varie cause.

Tieni presente che ritardo e latenza sono spesso usati in modo intercambiabile poiché entrambi riguardano il tempo impiegato dai dati per passare dalla sorgente alla destinazione. Inoltre, alcune persone ti diranno che sono due nomi diversi per lo stesso concetto

Quanto a Jitter, è una fluttuazione della latenza di una rete. Approfondiamo...

Informazioni sul jitter

Jitter è il termine usato per riferirsi alla fluttuazione del ritardo quando i pacchetti vengono trasferiti attraverso una rete. È il tasso di ritardo variabile in una rete. Chiariamo cos'è il jitter con un esempio. Supponiamo di avere due computer che comunicano tra loro sulla stessa rete. C'è uno scambio costante di pacchetti di dati tra i due computer. In assenza di jitter, ogni pacchetto impiegherà lo stesso tempo per attraversare la rete. Supponiamo che ci vogliano 10 ms.

Su una rete affetta da jitter, il tempo di transito di ciascun pacchetto oscillerebbe. Un pacchetto arriverà in 10 ms, il successivo in 50 ms e il terzo in 15 ms. In questo esempio specifico, il terzo pacchetto potrebbe arrivare prima del secondo. Il jitter viene misurato in millisecondi (ms) o millesimi di secondo e la cifra rappresenta la differenza tra i pacchetti più veloci e quelli più lenti. Nel nostro esempio sopra, il jitter è di 40 ms. In molte situazioni, questo non sarebbe un problema e il destinatario sarebbe in grado di riordinare i pacchetti e dare loro un senso.

Alcuni protocolli, tuttavia, non gestiscono molto bene il jitter. È, ad esempio, il caso di qualsiasi protocollo in tempo reale come lo streaming video o il Voice over IP, la tecnologia alla base di molti moderni sistemi telefonici aziendali.

Gli effetti negativi del jitter

Gli effetti del jitter variano a seconda del servizio specifico. Ad esempio, i trasferimenti di file hanno un'affidabilità incorporata e riordinano correttamente i pacchetti o richiedono una ritrasmissione se qualcosa è fuori sequenza o manca. Altri servizi come la telefonia VoIP e lo streaming video saranno molto più colpiti. Gli effetti del jitter sono i maggiori, o almeno i più evidenti, sui servizi utente in tempo reale come la telefonia IP.

L'obiettivo del Voice over IP è ottenere una qualità di chiamata almeno pari a quella ottenuta con la telefonia standard. Ti aspetti che tutto ciò che dici sia cristallino per l'altra parte e viceversa. Ciò significa che i pacchetti audio in arrivo devono essere mantenuti in sequenza affinché il parlato rimanga intelligibile. Qualsiasi cosa meno della consegna del segnale in tempo reale si tradurrà in una conversazione con audio tagliato. In realtà, i salti nella qualità audio e i segnali audio traballanti sono spesso i primi segni rivelatori che sulla rete è presente un jitter eccessivo.

Quanto jitter è troppo jitter?

Il jitter è un dato di fatto delle reti tanto quanto le tasse lo sono per noi. Semplicemente non c'è modo di aggirarlo. Dovrebbe, tuttavia, rimanere entro alcuni limiti accettabili per non causare problemi. Un piccolo grado di jitter non avrà un effetto evidente nemmeno sui flussi di dati in tempo reale più sensibili. Per una buona misura di quale livello di jitter è accettabile, passiamo a Cisco. Dopotutto, è il produttore numero uno di apparecchiature di rete, quindi l'azienda dovrebbe sapere di cosa sta parlando.

Quindi, ecco cosa Cisco suggerisce come livelli accettabili di jitter e, già che ci siamo, cosa suggerisce anche per la perdita di pacchetti e la latenza.

• Jitter: <30 ms
• Perdita di pacchetti: <1%
• Latenza di rete complessiva: <150 ms

Per le migliori prestazioni, dovresti cercare di mantenere il jitter al di sotto dei 20 ms. Tutto ciò che supera i 30 ms avrà un notevole impatto sulla qualità di tutte le conversazioni VoIP in tempo reale che hai. E quando va troppo in alto sopra i 30 ms, probabilmente sperimenterai una distorsione che potrebbe rendere più difficile la comprensione dell'altro utente. Mantenendo queste tre metriche chiave delle prestazioni al di sotto delle rispettive soglie, puoi garantire che i servizi importanti sulla tua rete non presentino gravi problemi di prestazioni.

Il caso specifico del Voice over IP

Il telefono VoIP è probabilmente il servizio più colpito dal jitter. In realtà, lo streaming video o audio ne risente altrettanto, ma l'importanza relativa di questi tipi di servizi non è così elevata. Questo ha a che fare con il modo in cui avvengono i trasferimenti di dati VoIP. Quando parli a un telefono IP, la tua voce viene convertita in dati che vengono trasmessi tramite la rete. I dati vocali vengono suddivisi in molti pacchetti diversi, quindi trasmessi al chiamante dall'altra parte.

Quei dati vocali, mentre sono in transito sulla rete, sono in competizione con tutto il resto del traffico. Soprattutto in situazioni in cui c'è un uso eccessivo dei circuiti di rete, i pacchetti potrebbero essere ritardati. Questo ritardo potrebbe non essere ovvio durante il trasferimento di un file che potrebbe richiedere solo pochi secondi in più. Ma quando il traffico vocale subisce ritardi e jitter, i pacchetti possono andare fuori sequenza, provocando una forte distorsione del segnale vocale.

Informazioni sugli strumenti di monitoraggio

Gli strumenti di monitoraggio della rete sono di gran lunga uno dei modi migliori per tenere d'occhio il verificarsi di jitter. Uno strumento di monitoraggio della rete decente sarà in grado di dirti quando la rete soffre, o sta per soffrire, di jitter. Può anche aiutarti a vedere quando stai per superare i tuoi attuali limiti di larghezza di banda.

È facile capire l'importanza del monitoraggio del jitter. È il modo migliore per assicurarti di reagire non appena si presenta un problema. Infatti, spesso sarai in grado di intervenire prima che il jitter diventi così alto da causare un degrado del servizio. Il tuo strumento di monitoraggio può anche fornirti un contesto su qualsiasi problema di prestazioni in modo da poter eseguire una risoluzione dei problemi informata. Dandoti la possibilità di vedere emergere il jitter di rete, lo strumento di monitoraggio renderà più efficaci i tuoi sforzi per risolvere e prevenire il jitter.

I migliori strumenti per misurare il jitter

Ora che ti abbiamo convinto dell'utilità dello strumento di monitoraggio del jitter, diamo un'occhiata ad alcuni dei migliori. Nessuno dei nostri strumenti è dedicato esclusivamente alla misurazione del jitter, ma tutti lo faranno. Tutti questi strumenti hanno scopi molto diversi e il migliore per le tue esigenze specifiche è quello che ha funzionalità che possono esserti utili. Ti lasceremo essere il giudice di ciò. Ma ti assicuro che tutti gli strumenti recensiti qui faranno un ottimo lavoro nel misurare il jitter.

SolarWinds ha realizzato alcuni dei migliori strumenti di amministrazione di rete negli ultimi 20 anni circa. Il suo prodotto di punta, il Monitoraggio delle prestazioni di rete, si colloca costantemente tra i migliori strumenti di monitoraggio della rete SNMP. L'azienda è anche famosa per i suoi strumenti gratuiti. Realizzati per rispondere alle esigenze specifiche degli amministratori di rete, includono prodotti come il TFTP Ssempre o il Avanzato Ssottorete Calculator.

Il SolarWinds VoIP e responsabile della qualità della rete è uno strumento di monitoraggio VoIP dedicato ricco di fantastiche funzionalità. Questo strumento può essere utilizzato per monitorare le metriche di qualità delle chiamate VoIP, incluso il jitter, ovviamente, ma anche la latenza, la perdita di pacchetti e il MOS. Può aiutare a risolvere i problemi delle prestazioni delle chiamate VoIP correlando i problemi delle chiamate e le prestazioni della rete. È incluso anche il monitoraggio della WAN in tempo reale utilizzando la tecnologia Cisco IP SLA. Una funzione di tracciamento del percorso delle chiamate VoIP consente di visualizzare e individuare i problemi di chiamata lungo l'intero percorso di rete.

• Prova gratuita: SolarWinds VoIP e responsabile della qualità della rete
• Link per scaricare:https://www.solarwinds.com/voip-network-quality-manager/registration

Questo strumento fornisce il monitoraggio in tempo reale delle prestazioni WAN da sito a sito e dispone anche di funzioni di avviso per notificare qualsiasi situazione anomala. Può aiutare a garantire che i circuiti WAN funzionino come previsto utilizzando le metriche Cisco IP SLA, test sintetici del traffico e soglie e avvisi di prestazioni personalizzati.

Ma il SolarWinds VoIP e responsabile della qualità della rete non solo monitorerà i circuiti WAN, ma può anche visualizzare l'utilizzo e le metriche delle prestazioni dei gateway VoIP e dei trunk PRI. Può aiutare con la pianificazione della capacità consentendo di valutare la qualità della voce durante la pianificazione di nuove implementazioni VoIP.

Prezzi per il SolarWinds VoIP e responsabile della qualità della rete iniziare $ 615 per un massimo di 5 dispositivi sorgente SLA IP e 300 telefoni IP. Sono disponibili anche altri livelli di licenza, inclusa una licenza illimitata per il dispositivo. UN è disponibile una prova gratuita di 30 giorni se si desidera portare il prodotto per un test.

2- PRTG Network Monitor

Il PRTGMonitor di rete a partire dal Paessler è un sistema di monitoraggio della rete multiuso. Attraverso l'uso di sensori, che possono essere paragonati a componenti aggiuntivi sebbene siano inclusi con il prodotto, PRTG può essere utilizzato per monitorare molti parametri diversi di reti e sistemi. Lo strumento può monitorare praticamente qualsiasi sistema, dispositivo, traffico e applicazione nella tua infrastruttura IT.

Di particolare interesse nel contesto di questa discussione, lo strumento include un sensore Ping Jitter progettato per misurare l'impatto del jitter sulla rete. Altri sensori rilevanti includono un sensore QoS Round Trip e un sensore QOS One Way. Per i dispositivi Cisco abilitati IP-SLA, un sensore IP-SLA legge le metriche rilevanti. Entrambi i metodi ti mostrano la qualità della tua connessione VoIP e ti consentono di definire quale livello di latenza, jitter, ecc. sono accettabili. Puoi scegliere di essere avvisato tramite e-mail, SMS o notifiche push su un dispositivo mobile ogni volta che viene superata la soglia in modo da poter adottare le misure appropriate.

Il PRTG Network Monitor è super facile e veloce da installare. Il sistema di rilevamento automatico dello strumento eseguirà la scansione dei segmenti di rete e riconoscerà automaticamente un'ampia gamma di dispositivi e sistemi. Quindi creerà sensori da modelli di dispositivi predefiniti. Sensori VoIP specifici a volte devono essere impostati manualmente in seguito, rendendo l'installazione un po' più lunga, ma questo è ancora uno degli strumenti più veloci da configurare.

Il PRTG Network Monitor è disponibile in una versione gratuita e completa limitata a 100 sensori. Si noti che ogni singolo parametro monitorato conta come un sensore. Per monitorare più di 100 sensori, avrai bisogno di una licenza. I prezzi variano con il numero di sensori e partono da $ 600 per 500 sensori fino a $ 14 500 per sensori illimitati. È disponibile una versione di prova gratuita di 30 giorni illimitata per il dispositivo.

3- ManageEngine OpManager con monitor VoIP

Il ManageEngine OpManager è un altro eccellente strumento di monitoraggio della rete. Monitorerà i segni vitali della tua attrezzatura e ti avviserà non appena qualcosa non rientra nelle specifiche. Lo strumento presenta un'interfaccia utente intuitiva che ti consentirà di trovare facilmente le informazioni di cui hai bisogno. Dispone inoltre di un eccellente motore di reportistica insieme ad alcuni report predefiniti e personalizzati. Per completare il pacchetto, anche le funzionalità di avviso del prodotto sono molto complete.

Quando si tratta di monitorare il jitter, il ManageEngine OpManager'S Monitor VoIP L'opzione può monitorare in modo proattivo e generare rapporti sulla capacità della tua infrastruttura di gestire le chiamate VoIP. Lo strumento utilizza Cisco IP SLA per monitorare continuamente i parametri critici della qualità del servizio delle reti VoIP. I parametri VoIP monitorati includono la perdita di pacchetti, il ritardo, il jitter, il Mean Opinion Score (MOS) e il Round Trip Time (RTT).

Il ManageEngine OpManager ha un prezzo in base al numero di dispositivi monitorati. I prezzi vanno da $ 715 per 25 dispositivi a $ 14 995 per 1 000 dispositivi. Il Monitor VoIP l'opzione aggiunge $ 125 per dispositivo che lo richiede. È disponibile una prova gratuita di 30 giorni in modo che tu possa provare il prodotto e vedere come si adatta alle tue esigenze specifiche.

4- Monitor VoIP

VoIPmonitor è uno sniffer di pacchetti di rete open source con un front-end commerciale per il monitoraggio della maggior parte dei protocolli VoIP. Funziona su Linux ed è progettato per analizzare la qualità delle chiamate VoIP in corso in base a parametri di rete come jitter e perdita di pacchetti secondo il modello E ITU-T G.107. Le informazioni sulla chiamata, insieme alle relative metriche, vengono salvate in un database. Ogni chiamata può essere salvata in un file pcap per ulteriori analisi con strumenti esterni come Wireshark.

VoIPmonitor può anche decodificare il parlato e riprodurlo sulla sua GUI basata sul web, oltre a salvarlo su disco come file .WAV. Di default, il prodotto supporta i codec G.711 alaw e ulaw e i plug-in commerciali aggiungono il supporto per G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC e OPUS. VoIPmonitor è anche in grado di convertire FAX T.38 in PDF.

Il front-end della GUI di VoIPmonitor è disponibile come server ospitato localmente a prezzi che vanno da $ 42/mese per 10 canali a $ 917/mese per 6 000 canali o come servizio basato su cloud con prezzi che variano da $ 20/mese per 3 canali a $ 200/mese per 200 canali. Entrambe le versioni sono disponibili in una prova gratuita e illimitata di 30 giorni.

Prevenire o ridurre il jitter

Una cosa è misurare il jitter ma, una volta trovato, devi fare qualcosa al riguardo. Diamo un'occhiata a due dei modi più comuni in cui il jitter può essere prevenuto o ridotto. Entrambe le tecniche hanno il vantaggio extra che risolverà anche i problemi di latenza.

Buffer jitter

Un buffer jitter è un dispositivo utilizzato per contrastare le variazioni di ritardo o latenza memorizzando i pacchetti in arrivo per un breve periodo di tempo prima di passarli a destinazione. In genere sono impostati per bufferizzare il traffico per 30 – 200 ms, a seconda di quanto jitter è stato misurato. Questo buffering si traduce in meno jitter e in una conversazione che rimane comprensibile per entrambe le parti. Un buffer jitter trattiene i pacchetti di dati prima di inviarli e può garantire che arrivino nella sequenza corretta. Il risultato finale è un jitter ridotto al minimo e un effetto negativo sulla qualità delle chiamate VoIP.

Per loro stessa natura, i buffer jitter aumenteranno il ritardo complessivo presente sulla rete. Trattenendo i pacchetti, un buffer jitter aggiunge latenza al servizio. È necessario prestare attenzione alla configurazione dei buffer jitter durante l'implementazione della comunicazione full-duplex. Un altro problema con i buffer di jitter è che sono una soluzione di cerotto. Non affrontano la causa del jitter, affrontano solo i sintomi. Per questo, ciò di cui hai bisogno è impostare la qualità del servizio (QoS) nei tuoi router.

Priorità QoS

La prioritizzazione dei pacchetti è un tipo di impostazione della qualità del servizio in cui si assegna la priorità a determinati tipi di traffico per ridurre la congestione della rete. Il tuo traffico prioritario avrà la precedenza su altri tipi di traffico e verrà inviato per primo, indipendentemente dalla quantità di altro traffico presente. La prioritizzazione dei pacchetti viene generalmente applicata a quelle applicazioni mission-critical che richiedono prestazioni in tempo reale, come il VoIP.

Per proteggere il traffico VoIP, di solito dai la priorità ai pacchetti RTP (Real-Time Transport Protocol). Il modo in cui ciò avviene dipenderà dal design del router. È inoltre possibile assegnare la priorità al traffico in base al contrassegno DSCP. Differentiating Services Code Point, o DSCP, utilizza un codice a sei bit nell'intestazione di ogni pacchetto per contrassegnarlo in base a diverse classi di priorità crescente. I valori tipici di DSCP vanno da 0, il traffico meno importante, a 48, il più importante. La maggior parte dei dispositivi VoIP come telefoni IP e gateway contrassegna tutto il traffico vocale come DSCP 46. È quindi facile dare la priorità a quel traffico nella configurazione QoS del router.