Hva er nettverksgjennomstrømning og båndbredde? Resultatpåvirkende faktorer

Nettverksgjennomstrømning og båndbredde er to av de viktigste beregningene for nettverk, men de blir ofte misforstått og forvirrede. Vårt mål i dag er å prøve å belyse saken og gi deg en bedre forståelse av hva de er - og hva de ikke er, hvilke faktorer som påvirker disse viktige beregningene og hvilke verktøy som kan brukes til å faktisk måle dem. Vi vil prøve å holde diskusjonen vår så ikke-teknisk som mulig, samtidig som vi gir så mye nyttig informasjon som mulig.

Vi begynner med å prøve å definere hva båndbredde og gjennomstrømning er, og enda viktigere, hvordan de er forskjellige, da det ser ut til å være ganske mye forvirring mellom de to begrepene. Deretter skal vi utforske de forskjellige faktorene som kan påvirke gjennomstrømning og nettverksytelse generelt. Vi skal se på forsinkelse og forsinkelse, jitter og pakkingstap, ettersom de er de vanligste resultatpåvirkende faktorene. Og når vi er ferdig med teorien, vil vi gjennomgå noen av de beste verktøyene du kan bruke for å overvåke eller måle nettverksgjennomstrømning.

Om båndbredde og gjennomstrømning

Båndbredde og gjennomstrømning er noe forskjellige konsepter til tross for mye forvirring mellom dem. La oss prøve å ordne det, med båndbredde. Nettverksbåndbredde refererer til maksimum mengde data som kan overføres per sekund på et nettverk. Det er med andre ord datakapasiteten til nettverket, og selv om kretsløp kan oppgraderes, er dette en kompleks anstrengelse, og som sådan anses ikke båndbredde å være noe vi lett kan kontrollere "på farten".

Når det gjelder gjennomstrømming, refererer det til faktiske mengde data fraført i et nettverk. Gjennomstrømning skiller seg ofte fra båndbredde av flere årsaker. For eksempel kan det ikke være nok data å ha med til å bruke opp all den tilgjengelige båndbredden. Det kan også være forskjellige faktorer som bremser trafikken, som vi snart ser.

Et annet konsept som ser ut til å gjøre annet enn å tilføre litt forvirring, alt dette er hastighet. Hastighet refererer ofte til hvor mye data som kan lastes ned eller lastes opp gjennom en spesifikk tilkobling, for eksempel en DSL- eller kabelmodem Internett-tjeneste. I et nøtteskall er det et ikke-teknisk, markedsføringstegn brukt av tjenesteleverandører for å annonsere sine tjenester. Det tilsvarer imidlertid båndbredden.

Faktorer som påvirker gjennomstrømningen

Så hvis gjennomstrømning er den maksimale bæreevnen til en krets, burde den ikke variere, ikke sant? Vel, det gjør faktisk... mye, faktisk. Det er faktisk viktig å skille mellom maksimal gjennomstrømning og faktisk gjennomstrømning. La oss forklare. La oss for eksempel vurdere gjennomstrømningen av en databane mellom en server i ett datasenter og en annen server i et annet datasenter. Det ser ut til å være en rimelig antagelse om at banenes gjennomstrømning vil være den for segmentet med lavest gjennomstrømning. Men selv om det er sant at det aldri vil være høyere enn det, kan det imidlertid være lavere. La oss se på noen av de viktigste faktorene som kan påvirke gjennomstrømningen.

Forsinkelse og latens

Forsinkelse og forsinkelse er to av hovedfaktorene som påvirker opplevd nettverksytelse. Og omtrent som båndbredde og gjennomstrømning, er det ofte mye forvirring mellom dem, til det punktet at de to konseptene ofte brukes om hverandre. Dette er forståelig, da begge har å gjøre med tiden det tar for data å reise fra kilden til bestemmelsesstedet. Latens blir ofte beskrevet som tiden som gikk fra kilden sender en pakke til destinasjonen som mottar den. Det kan også referere til forsinkelsestiden for tur-retur som omfattet enveis latens fra kilde til destinasjon pluss enveis latenstid fra destinasjonen tilbake til kilden. Faktisk brukes tur-retur latency oftere, hovedsakelig fordi den kan måles fra et enkelt punkt.

Latency er en fysisk egenskap ved nettverk. Det er en faktor av avstanden mellom kilden og destinasjonen og lysets hastighet, som forresten også hastigheten som data beveger seg over alle typer medier. I likhet med båndbredde er latens en fast parameter. Den eneste måten å redusere den på er å flytte kilden nærmere målet og redusere avstanden med 100 km (60 miles) vil fjerne omtrent 1 millisekund med forsinkelse.

Flere faktorer kan legge til forsinkelser i nettverksoverføringer. For eksempel oppstår køforsinkelse når en gateway mottar flere pakker fra forskjellige kilder på vei mot samme destinasjon. Siden bare en pakke typisk kan overføres om gangen, må noen av dem stå i kø for overføring, medføre en ekstra forsinkelse. På samme måte oppstår behandlingsforsinkelser mens en gateway bestemmer hva du skal gjøre med en nylig mottatt pakke. Buffering kan også forårsake økte forsinkelser i en størrelsesorden eller mer. Kombinasjonen av forsinkelser av forplantning, kø og prosessering resulterer ofte i en kompleks og variabel nettverks latensprofil.

jitter

Jitter er en av de største fiendene ved nettverksoverføring. Til tross for at det er lett å forklare, er det noe mer komplisert å forstå hvordan og hvorfor det kan ha en så negativ innvirkning på dataoverføringer. I sitt enkleste uttrykk er jitter en variant av forsinkelse. Det er flere faktorer som kan forårsake jitter. Faktisk kan mange av de samme forsinkelsesårsakene faktorene vi nettopp diskuterte også forårsake jitter. For eksempel er køforsinkelser direkte relatert til kølengde. Og siden en typisk kø stadig varierer i lengde, gjør det også forsinkelse, derav jitter.

Men jitter påvirker ikke all nettverkstrafikk på samme måte. Risikoen som jitter utgjør er at hvis forsinkelser varierer betydelig mellom de flere pakkene som skriver en melding, kan de ankomme destinasjonen utenfor rekkefølge. La oss for eksempel ta en sending som består av fire pakker som sendes med 10 ms intervaller. Den første møter 20 ms latens, den andre 60 ms, den tredje 40 ms og den siste 20 ms. Jeg sparer deg for den kjedelige regnestykket, men i en slik situasjon vil den første pakken ankomme først, etterfulgt av den fjerde, deretter den tredje og til slutt den andre. I mange situasjoner er dette ikke et problem. For eksempel, hvis vi har å gjøre med en filoverføring, er pakkene nummerert i rekkefølge og kan enkelt settes sammen i riktig rekkefølge mot mottakeren. På den annen side, hvis det vi har er trafikk i sanntid, for eksempel en VoIP-samtale, er vi i problemer, ettersom pakker ikke kan settes sammen på nytt i sanntid, noe som resulterer i forvirret lyd. Fra brukerens synspunkt har vi et resultatproblem.

Pakketap

Pakketap er en annen viktig faktor som påvirker opplevd nettverksytelse. Nettverk er ikke perfekte, og fra tid til annen kommer datapakker ikke til destinasjonen av forskjellige grunner. Når dette skjer med TCP-trafikk, er det ikke mye av problemet, da den mottakende enden kan be om en overføring av manglende data. Det vil imidlertid føre til en viss forsinkelse og øke datavolumet. Med UDP-trafikk er ikke ting så bra. En tapt pakke vil gå tapt for alltid. I en VoIP-samtale vil det føre til lydfrafall som, hvis det er for alvorlig, kan gjøre talen uforståelig. I begge tilfeller er det veldig tydelig at pakketap vil ha innvirkning på opplevd ytelse.

De beste verktøyene for å måle gjennomstrømning

Blant alle verktøyene som er tilgjengelige for å overvåke og måle nettverksytelse, er noen bedre enn andre til å måle gjennomstrømning. Det er verktøyene vi skal gjennom. Verktøyene nedenfor bruker forskjellige metoder for å måle gjennomstrømning. Noen vil bruke nettverksadministrasjons- og analyseprotokoller som SNMP eller NetFlow, mens andre vil utføre forskjellige typer stresstester.

Solarwinds har skåret seg et solid rykte for å lage noen av de beste nettverksovervåkningsverktøyene. Og som det ikke var nok, er selskapet også kjent for sine mange gratis verktøy som imøtekommer spesifikke behov fra nettverksadministratorer som Kiwi Syslog Server eller Advanced Subnet Calculator.

Men når det gjelder nettverksbåndbredde og gjennomstrømning, vil Solarwinds Nettverk Båndbredde Analyzer Pack er det du trenger. Plattformen gir omfattende båndbreddeanalyse og ytelsesovervåking ved hjelp av SNMP-overvåking og strømningsovervåkingen som er innebygd i de fleste rutere. Med dette produktet kan du oppdage, diagnostisere og løse problemer med nettverksytelsen. Du kan også overvåke og analysere båndbreddens ytelse og trafikkmønster. Og til slutt kan du teste nettverksstrøm fra en enkelt, tilpassbar konsoll.

SolarWinds Network Bandwidth Monitor Pack inneholder to forskjellige verktøy. Først er det SolarWinds Network Performance Monitor. Dette er SolarwindsFlaggskipprodukt for overvåking av nettverksbruk. Verktøyets primære formål er overvåking av SNMP båndbredde, men det kan gjøre mye mer. I kjernen tilbyr det omfattende feilovervåkning og ytelsesstyring. Verktøyet bruker primært SNMP for datainnsamling og er dermed kompatibelt med nettverksutstyr fra de fleste leverandører. Videre er det NetPath -funksjonen lar deg vise den kritiske nettverksstien mellom to overvåkede punkter i nettverket, og verktøyet kan også automatisk generere intelligente nettverkskart.

• GRATIS PRØVEPERIODE: SolarWinds Network Bandwidth Analyzer Pack
• Offisiell nedlastingslink: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

Avansert varsling er et annet av produktets sterke dresser, og det samme PerfStack resultatanalyse dashbord. En annen eksklusiv funksjon er Nettverksinnsikt funksjonalitet som muliggjør kompleks enhetsovervåking. Når vi snakker om mer komplekse brukssaker, kan verktøyet overvåke Software Defined Networks (SDN) og det har innebygd Cisco ACI-støtte samt muligheten til å overvåke trådløse nettverk og generere nettverksytelse grunnlinjene.

Den andre komponenten i denne pakken er SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer. Dette kraftige verktøyet bruker NetFlow-protokollen for å samle detaljert informasjon om hva den observerte trafikken er. Den kan for eksempel rapportere om hvilken type trafikk som er hyppigere eller hvilken bruker eller enhet som bruker mest båndbredde. Ulike synspunkter er tilgjengelige på verktøyets instrumentbord, for eksempel toppprogrammer, toppprotokoller eller topppratere, for eksempel. Verktøyet vil støtte de fleste NetFlow-varianter fra forskjellige produsenter.

Her er noen av SolarWinds NetFlow Traffic AnalyzerDe beste funksjonene:

• Den kan brukes til å overvåke nettverksbruk etter applikasjon, protokoll og IP-adressegruppe.
• Den vil overvåke strømføringsdata for Cisco NetFlow, Juniper J-Flow, sFlow, Huawei NetStream og IPFIX for å identifisere hvilke applikasjoner og protokoller som er den største båndbreddeforbrukeren.
• Den vil samle trafikkdata, korrelere dem til et brukbart format og presentere dem på sitt nettbaserte brukergrensesnitt
• Det kan hjelpe deg med å identifisere hvilke applikasjoner og kategorier som bruker mest båndbredde for bedre synlighet av nettverkstrafikken, og den har støtte for Cisco NBAR2.

De SolarWinds nettverk båndbredde Analyzer Pakke er lisensiert basert på antall noder, grensesnitt eller volumer du må overvåke. Prisene er ikke lett tilgjengelig, og du trenger å ta kontakt med SolarWinds for å få et tilbud tilpasset akkurat dine behov. Hvis du foretrekker å prøve produktet før du kjøper det, en 30-dagers fullt funksjonell gratis prøveversjon er tilgjengelig for nedlasting.

2. Iperf3

De Iperf serien med verktøy kan brukes til å bestemme maksimal gjennomstrømning av IP-nettverk. Den har forskjellige avstembare parametere relatert til timing, protokoller og buffere, slik at du kan tilpasse jobben til dine nøyaktige behov. For hver test rapporterer iperf3 det målte gjennomstrømning, tap og andre parametere.

Iperf3 tilbyr mange forbedringer i forhold til tidligere versjoner, og den har nå en rekke funksjoner som finnes i andre verktøy som nuttcp og netperf. Disse nyttige funksjonene manglet fra forrige iperf. For eksempel har denne versjonen en null-kopimodus og en valgfri JSON-utgang. Merk at iperf3 ikke er bakoverkompatibel med den originale iperf.

Iperf3 er hovedsakelig utviklet av ESnet / Lawrence Berkeley National Laboratory. Den frigis under en tre-klausul BSD-lisens. Primært utviklet på CentOS Linux, FreeBSD og OS X, dette er de eneste offisielt støttede plattformene. Det har imidlertid vært rapporter om noen suksess med OpenBSD, Android og andre Linux-distribusjoner.

Merk at den forrige versjonen av iperf, iperf2, fremdeles er aktivt utviklet av en annen organisasjon. Men hvis du vil ha den beste funksjonaliteten, bør du bruke iperf3 som kan lastes ned fra GitHub-hjemmet.

3. LAN-hastighetstest

Til tross for navnet, LAN Speed ​​Test fra Totusoft tester ikke bare Local Area Networks. Den ble designet fra grunnen av til å være et enkelt, men kraftig verktøy for å måle filoverføring, harddisk, USB-stasjon og LAN-hastigheter. Verktøyet fungerer ved å beregne tiden som kreves for å flytte en kjent datamengde. Hvis du velger en lokal harddisk eller USB-lagringsenheter som destinasjon, vil den måle enhetens gjennomstrømning. På den annen side, hvis du velger et eksternt lagringssted, vil det måle nettverksgjennomstrømningen.

LAN Speed ​​Test bygger testfilen i minnet og overfører den deretter begge veier (uten skadelige effekter av hurtigbufring av Windows / Mac) mens du holder rede på tiden som kreves for å fullføre overføringen. Det gjør da alle beregningene for deg.

Det er også et alternativ å overføre filen til en ekstern datamaskin som kjører LAN Speed ​​Test Server. Dette kan være nyttig ettersom det konstaterer at det du måler virkelig er LAN-gjennomstrømningen og at all latens i delsystemet for eksternt vertslagring blir ignorert. Akkurat som LAN Speed ​​Test-verktøyet, vil LAN Speed ​​Test Server lagre mottatte data i minnet i stedet for på disk.

LAN Speed ​​Test er tilgjengelig i en funksjonsredusert gratisversjon eller i en betalt versjon som starter på $ 10 for en enkelt lisens med volumrabatter for flere kopier.

4. NetStress

NetStress er et verktøy som spesialiserer seg på å måle gjennomstrømning i trådløse nettverk. Det er et to-komponent verktøy med en klient og en server, og det vil effektivt måle gjennomstrømning mellom de to. Så det kan brukes til kablede nettverk også.

Den anbefalte bruken av dette verktøyet er å først bruke det til å etablere et målestokk for ytelsen til et nettverk. Når problemer blir rapportert og du mistenker at ytelsen har blitt forringet, kjører du den igjen og sammenligner resultatene med målestokken. Dette vil fortelle deg om det faktisk er et problem med gjennomstrømning og indikere trinnene som kreves for å fikse det. Dette er faktisk der verktøyets trådløse spesialisering kommer inn.

NetStress er lastet med funksjoner. For det første er det bare ett verktøy som kan være serveren eller klienten. Det vil også støtte både TCP og UDP dataoverføringer med variabel segmentstørrelse, og det vil støtte flere datastrømmer. Den har også flere avanserte parametere som kan justeres etter din smak. For eksempel kan du velge visningsenhetene som skal være i biter eller byte per sekund.

5. TamoSoft Gjennomføringstest

TamoSoft Throughput Test er det eneste verktøyet på listen vår som er annonsert som et gjennomstrømningstestverktøy. Det er et freeware verktøy. Dette betyr at selv om det er tilgjengelig gratis, er det ikke åpen kildekode. Verktøyet fungerer ved kontinuerlig å sende TCP- og UDP-datastrømmer over nettverket ditt og beregne viktige beregninger. Det vil for eksempel beregne oppstrømningsverdier oppstrøms og nedstrøms, pakttap og tur / retur-tid. Programvaren viser resultatene i både numerisk format og kartformat.

TamoSoft Throughput Test støtter både IPv4- og IPv6-tilkoblinger og lar brukeren evaluere nettverksytelsen avhengig av innstillingene for Quality of Service (QoS). Som noen få andre verktøy på listen vår, er dette et tokomponentverktøy med en server og en klient.

Slik fungerer verktøyene: Klientdelen kobles til serverdelen som lytter etter tilkoblinger. Når tilkoblingen er opprettet, utveksler klienten og serveren data i begge retninger, og klientdelen av applikasjonen beregner og viser deretter nettverksmålingene. Dette er ganske enkelt, men det gjør en utmerket jobb med å måle faktisk gjennomstrømning.

TamoSoft Throughput Test er freeware og TamoSoft tilbyr også en fullverdig løsning for WLAN ytelsesanalyse som kalles TamoGraph Site Survey.

6. IxChariot

Sist på vår liste er IxChariot fra Ixia, programvaregrenen til Keysight, produsent av noe av verdens mest anerkjente elektroniske testutstyr. IxChariot er faktisk mer enn bare et verktøy for måling av gjennomstrømning, det er en komplett nettverksanalyseløsning med utallige avanserte funksjoner. Det vil måle gjennomstrømning - det vil ikke være på denne listen ellers - men det vil gjøre mye mer.

Dette produktet lar deg umiddelbart vurdere nettverksytelsen, inkludert trådløs ytelse og geografisk plassering. Resultatene Endpoint blir kjørt på mobile enheter, PCer, Mac-maskiner eller i en hvilken som helst hypervisor eller skytjeneste og gir mulighet for sentral styring av hvilken som helst plattform. Programvaren leverer full applikasjonsemulering og viktige ytelsesmålinger, inkludert gjennomstrømning, pakketap, jitter, forsinkelse, MOS og OTT-videoer som Netflix eller YouTube.

Dette er et toppnivå produkt som har en pris på toppnivå som bare kan fås ved å be om et formelt tilbud. Og mens en gratis prøveversjon ikke er tilgjengelig, er en gratis online demo.