Jitter vs. Latence

Podmínky ' nervozita ' a ' latence “ jsou dva termíny, které se obvykle zmiňují v souvislosti s problémy s přenosem hlasu přes IP (VoIP) – alias IP telefonie – sítěmi a jen zřídka ohlašují dobré zprávy. Správci takových sítí musí oba problémy sledovat a poté je co nejdříve vyřešit. V tomto článku se podíváme, jak na to.

Optimální konfigurace sítě

Účinnost sítě je měřena její schopností přenášet datové pakety v rámci pěti parametrů účinnosti:

• Čas - co nejkratší dobu
• dodávka – žádné zahození nebo ztráta paketů
• Bezpečnostní – doručování nefalšovaných balíků
• Škálovatelnost – schopnosti sítě držet krok s růstem
• Dosáhnout – jeho schopnost pokrýt všechna zařízení, pro která je určena, bez ohledu na jejich umístění

Pokud existují dvě věci, které by mohly negativně ovlivnit všechny tyto parametry, byly by to jitter a latence .

Co je jitter a latence?

Nejjednodušší vysvětlení jitteru bylo by zpoždění v průměrném časovém rozdílu mezi sekvencemi datových paketů .

Jitter, podrobněji, je změna doby zpoždění přijímaných datových paketů. Pokud bychom měli uvažovat o ideálním síťovém prostředí, pakety jsou odesílány v rovnoměrně rozložených intervalech. Poté procházejí sítí a dosáhnou svého cíle neporušené, ve správném pořadí a ve stejných intervalech.

Ale když má síť problémy, jako je zahlcení, nesprávná konfigurace nebo chybné řazení do fronty, tento ustálený interval je nesynchronizovaný, což má za následek nestabilní přenosy paketů, díky nimž přicházejí v nepravidelných shlucích. Průměrná doba zpoždění mezi příchody těchto paketů je známá jako „jitter“.

Když je sekvence paketů přenášena v pravidelných intervalech, průměrný čas zůstane konstantní, což znamená, že je méně jitter. Ale když čas neustále stoupá a klesá, způsobí to narušení hladkého toku dat a informací, což způsobí chvění sítě.

Jitter lze také definovat jako „ rozlišení v rámci latence (nebo zpoždění) mezi každým datovým paketem “. Jitter delší než 20 ms způsobí zpoždění v příchodu paketů což bude mít za následek zpoždění ve vaší audio nebo video komunikaci.

Nyní na druhou stranu a laicky řečeno latence je doba, kterou trvá datovému paketu, než dosáhne zamýšleného hostitele nebo zařízení . Tato doba je měřena „ozvěnou“, která je odeslána zpět z místa určení – nebo jakéhokoli přemosťovacího zařízení mezi tím – a potvrzuje, že paket skutečně prošel a že hostitelské zařízení je připraveno na další dávku paketů.

Tato komunikace tam a zpět je kritická v síťovém prostředí TCP/IP, kde původní zařízení vždy čekají na potvrzení, než odešlou následující datové pakety.

Každý „skok“, který paket provede při průchodu sítí, zvyšuje tuto latenci. Pokud je latence vyšší než 150 ms, způsobuje nepřirozené pauzy v audio nebo video komunikaci . Při videohovoru vytváří vysoká latence nepoměr mezi zvukem a videem. Pokud bude tato latence dále narůstat, může nakonec vést k dlouhým obdobím bez zvuku nebo obrazu – až do úplného ukončení hovoru.

Podle Cisco , normy, které je třeba dodržovat pro optimální výkon sítě, jsou:

• Maximální jednosměrné zpoždění („z úst do ucha“) : 150 ms
• Maximální zpáteční zpoždění : 300 ms
• Maximální Jitter : 30 ms

Jak můžeme vidět, oba tyto problémy spolu souvisí – to znamená, že jedno může způsobit druhé: jittery pakety mohou způsobit zpoždění, neboli latenci , v dodacích lhůtách, protože cestou ucpávají nárazníky.

Na druhou stranu pozdní doručování paketů mezi síťovými zařízeními neboli „latence“ může zdržet přenos paketů z jejich front vyrovnávací paměti, což by mohlo způsobit jitter .

A to vše nás vede k závěru že ideálním řešením pro „hladkou“ síť by bylo zbavit se – nebo přinejmenším minimalizovat – oba jitter a latence .

Související příspěvek: Co je to Network Jitter?

Příčiny jitteru a latence

Než budeme vůbec uvažovat o řešení jitteru a latence, budeme potřebovat vědět, co je způsobuje. Zde je několik důvodů:

• Starší nebo nedostatečně výkonný hardware – možná jsou vaše směrovače a přepínače jednoduše rozbité nebo nekompatibilní s vaším síťovým prostředím nebo úkoly, které se od nich očekává
• Rušení od objektů – stěny mohou zhoršit váš signál WIFI, dokonce i projíždějící auta nebo letadla letící příliš blízko mohou vysílat EMF, které může rušit vaše vysílání; nezapomeňte, že i počasí se může stát překážkou v zatažených dnech
• Vzdálenost mezi zařízeními – vzdálenost mezi zařízením od routeru WIFI nebo vzdálenost routeru od dalšího připojujícího se zařízení určuje rychlost výkonu a latenci paketů, které budou používat síťové připojení; čím větší vzdálenost, tím vyšší šance na jitter a latenci
• Špatné konfigurace – špatně nakonfigurovaný software a hardware může způsobit kolize datových paketů nebo vysílání v podsíti, což následně zpomalí komunikaci
• Propastné připojení k internetu – pokud má vaše firma slabé připojení k internetu nebo jste jednoduše neinvestovali do požadovaného množství šířky pásma, pak bez ohledu na to, co děláte, budete stále pociťovat jitter a latenci; vaše šířka pásma by měla pohodlně vyhovět požadavkům vaší firmy na konektivitu

Abychom zastavili nebo snížili jitter a latenci, musíme se zaměřit na monitorování sítí, optimalizaci hardwarových aktiv a proaktivně zajistit, aby konfigurace softwarových řešení byla vždy správná.

Jak měříte jitter a latenci?

Nejjednodušší způsob měření jitteru je pingem vzdáleného zařízení s počtem paketů – řekněme 20 až 50 – a pak výpočet průměrného časového rozdílu mezi každou sekvencí paketů odpovědí .

Pokud bychom například odeslali ping na 192.1xx.xxx.240 (toto je vzorová IP adresa vzdáleného zařízení) s 20 pakety, příkaz by byl „ ping –n 20 192.1xx.xxx.240 “.

Vaše výsledky by vypadaly asi takto:

Po dokončení můžeme zkopírovat časy do tabulky a vypočítat průměr rozdílu mezi časy o výpočet absolutní hodnoty rozdílu mezi milisekundami od předchozího :

t₀

.

.

.

| (t_x+1 – t_X ) | (kde x = řádkový počet pingů)

V našem příkladu výše je jitter pouhých 1,7 ms – velmi malé množství, s hrdostí můžeme říci. Samozřejmě, tento test je třeba provádět pravidelně abychom zjistili, zda existují nějaké proměnné, které by mohly způsobit její vzestup. Dobrým příkladem může být provoz během pracovní špičky nebo kampaně zavádění balíčků IT. Také jedna část sítě nemusí fungovat tak dobře jako jiná testování přes podsítě by bylo také vyžadováno zejména ve větších podnikových sítích .

Poznámka : některé skoky mohou vrátit hvězdičku („*“) nebo dvě – to je v pořádku, pokud je dosaženo konečného cíle. Cílové zařízení mohlo jednoduše ignorovat požadavek ping kvůli zabezpečení nebo prioritizaci Kvalita služeb ( QoS ) důvody. Pokud však hvězdičky pokračují, dokud se neprovede počet pingů, znamená to, že hostitele nelze dosáhnout.

Dále můžeme použít TRACERT nebo TRACEROUTE (v závislosti na vašem operačním systému) k měření času, který paketu trvá, než dosáhne svého cíle. Pokud dojde k nějakému zpoždění , lze předpokládat, že je tam latence na síti.

Než však uvidíme, jak používat TRACERT, budeme muset vidět, jak funguje.

Jakmile je příkaz spuštěn, odesílá pakety a čeká na odpověď od každého zařízení pro připojení k síti – obvykle routeru nebo přepínače, ale také od ISP a hlavních poskytovatelů síťových služeb – na cestě, dokud nedosáhne cílového hostitele.

TRACERT odešle tři pakety do každého z těchto zařízení v sérii skoků a registrů Doba zpáteční cesty ( RTT ). To pomáhá měřit čas, který trvalo každému paketu, než se dostal do a ze zařízení. A právě tyto sady tří paketů používáme k měření průměrných časů RTT zjistit, zda je u síťového připojení nějaká latence.

Jakmile máme tabulku RTT pro celou trasu, můžeme vzít průměr každého skoku. Pokud je mezi dvěma a více poměrně velký rozdíl, chmel je to indikace latence v komunikaci mezi dvěma zařízeními .

Některé příklady diagnostiky které můžete použít k pochopení toho, co vám vaše síť říká v různých scénářích ( S _X ) zahrnout:

S ₁ = Vysoké RTT na začátku skoků značí, že v síti LAN jsou problémy

S _dva = Vysoké RTT na konci a ke konci označují, že došlo k problémům s připojením v cílovém hostiteli nebo v jeho blízkosti

S ₃ = Vysoké RTT uprostřed chmele, které zůstávají vysoké až do konce je pouze známkou pomalé sítě – a měla by být odpovídajícím způsobem řešena

S ₄ = Hvězdička („*“) nutně neznamená, že je zařízení offline ; může to jednoduše znamenat, že je zaneprázdněn zpracováváním jiných požadavků s vyšší prioritou, byl nakonfigurován tak, aby ignoroval požadavky TRACERT nebo byla vaše IP adresa zablokována – což by se mělo také odpovídajícím způsobem zpracovat

Jak jsme viděli, tyto dva nástroje samy o sobě vám mohou poskytnout bohatou zpětnou vazbu o aktuální situaci jitteru a latence vaší sítě.

Jak špatné jsou účinky jitteru a latence na síť?

Jitter a latence mají mnoho vlivů na síť, a tím i na výkonnost podniku. Zde jsou nějaké příklady:

Špatná komunikace

Sítě s latencí a jitterem mohou být skutečnou překážkou pro výkonnost podnikové komunikace. To platí zejména v případech, kdy přenášené datové pakety musí dorazit neporušené, aby přenášené informace dávaly vůbec nějaký smysl.

Případem v ruce je VoIP. Není nic otravnějšího než zpožděné hlasové hovory a překrývající se konverzace. V nejhorším případě se konverzace stane zcela srozumitelnou a může dokonce skončit přerušeným hovorem.

To je obvykle způsobeno jitterem, který odesílá pakety mimo pořadí.

Časové limity

Některé aplikace se dotazují připojení nebo cílového hostitele po omezenou dobu, než připojení přeruší a upozorní, že vypršel časový limit.

Pokud k těmto časovým limitům dojde, když se kritické aplikace pokoušejí připojit například k serveru, může to znamenat finanční katastrofu pro podniky, které se spoléhají na online transakce svých klientů.

Úzká hrdla sítě

Viděli jsme, že jitter může způsobit latenci a naopak.

Pakety, které jsou přenášeny v nepravidelných intervalech, vytvářejí jitter v důsledku zaplnění vyrovnávacích pamětí v propojovacím hardwaru při čekání na doručení všech dat. To zpomaluje provoz pro pakety, které ani nepotřebují ukládání do vyrovnávací paměti, a způsobuje celkové zpoždění, tedy latenci.

Pojďme nyní ke způsobům, jak se vypořádat s nervozitou a latencí.

Více metod a nástrojů pro zamezení jitteru a latence

Jedna z nejlepších rad, které vám kdokoli může dát ohledně snížení latence a zejména jitteru v síti, by byla: „ Upřednostněte provoz ve vaší síti “.

Mluvíme samozřejmě o implementaci QoS ve vaší síti. To by zajistilo, že pakety s vysokou prioritou – jako jsou vaše data VoIP – budou přiřazeny nebo označeny vyššími přenosovými oprávněními. To umožňuje, aby byly tyto pakety přenášeny a tedy doručeny jako první.

Existují také nástroje pro sledování, odstraňování problémů a řešení problémů s jitterem a/nebo latencí. Viděli jsme:

• PING – toto je starý dobrý způsob testování, jak dlouho trvá, než paket dosáhne svého cíle; toto je tedy nejzákladnější (a nejjednodušší) nástroj pro testování latence
• TRACERT nebo TRACEROUTE – máme tu další starou, která vždy byla zaměřena na sledování cesty, kterou by pakety musely urazit, aby dosáhly svého cíle; to z něj dělá nejlepší (a nejjednodušší) volbu pro testování příčin jitteru

Ale jakkoli jsou tyto dva nástroje účinné, nemělo by smysl spoléhat se pouze na dva, když provozujete širokou síť se spoustou aktiv – byl by to únavný úkol.

Pojďme se tedy podívat na nástroje a řešení, která mohou zautomatizovat vaše administrativní úkoly, pokud jde o boj s nervozitou a latencí.

Jitter buffery

V síti VoIP, Jitter buffer je dočasné úložiště paketů a vyrovnávací paměť, která se nachází mezi koncovými body . Přijímá pakety a drží je po stanovenou dobu, než je nechá jít na místo určení ve správném pořadí a v rovnoměrně rozložených intervalech.

Existují dva typy jitter bufferů:

• Statické jitter buffery – Jedná se o vyrovnávací paměti, což jsou hardwarová zařízení, která jsou konfigurována jejich výrobci.
• Dynamické jitter buffery – Zde máme jitter buffery, které jsou implementovány v rámci softwaru síťového systému a jsou konfigurovány správci, kteří je mohou přizpůsobit jejich vlastním potřebám.

Správci stahování

Latence může být způsobena aplikacemi a systémy zatěžujícími šířku pásma. V sítích, které mají mnoho z těchto typů aplikací, je nutné zajistit, aby všechny spravedlivě sdílely šířku pásma nebo ji alespoň využívaly mimo špičku.

Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je nainstalovat správce stahování, jako je např Stáhnout Accelerator , DownThemAll nebo GetRight . S těmito řešeními ve hře je šířka pásma sítě sdílena mezi stahovanými soubory a nástroje také nacházejí zrcadlové stránky pro rychlejší a efektivnější stahování.

Poznámka: než si vyberete správce stahování, ujistěte se, že je bezpečný a že splňuje specifické požadavky vaší sítě, pokud jde například o operační systémy nebo prohlížeče, se kterými je kompatibilní.

Použijte méně chmele

Při každé možné příležitosti, síť by měla být nakonfigurována tak, aby přemosťovala výchozí a cílové hostitele pomocí nejkratších možných tras . To může mít za následek odstranění zbytečných skoků, a tedy snížení latence. Správci toho mohou dosáhnout minimalizací počtu bran, které jsou v jejich sítích.

Softwarová řešení pro Jitter & Latency

Nakonec se podívejme na některá hotová řešení pro monitorování sítě, která mohou správcům umožnit lepší přehled a kontrolu nad jejich síťovými doménami:

1. SolarWinds VoIP & Network Quality Manager (ZKUŠEBNÍ ZKOUŠKA ZDARMA)

The VoIP & Network Quality Manager je produkt, který k nám přichází SolarWinds , jeden z největších současných výrobců řešení pro správu sítě.

Klíčové vlastnosti:

• Specializuje se na hlasový provoz
• Aktuální a maximální jitter
• Mapa sítě
• monitorování WAN
• IP SLA sledování

Zatímco celá sada nabízí robustní řešení, je to Nástroj pro sledování jitteru sítě pomáhá při analýze provozu VoIP a měření míry jitteru a latence, pokud existuje, pomocí analýzy datových paketových proudů procházejících sítí.

Správci mohou pochopit výkon a kvalitu svého provozu VoIP, protože Network Jitter Monitor měří různé aspekty, jako je např aktuální jitter a maximální jitter úrovně. Žádný hovory, které mají problémy, lze izolovat pro další analýzu na základě těchto metrik jitteru a také běžných chybových kódů.

Nástroj také umožňuje udržovat vysoce kvalitní VoIP komunikaci analýzou podrobností o záznamech hovorů od populárních značek, jako je Cisco a Avaya . SolarWinds vám nabízí možnost vyzkoušet VoIP & Network Quality Manager ve zkušební verzi zdarma.

Klady:

• Podnikově zaměřené řešení pro správu VoIP, velmi podrobné
• Může snadno monitorovat více webů a klíčových ukazatelů kvality z jediného přizpůsobitelného řídicího panelu
• Obsahuje mapu sítě, která pomáhá týmům vizualizovat problémy VoIP, což je skvělé pro řešení problémů se složitými nasazeními
• Dokáže automaticky odhalit VoIP zařízení, což činí z on-boardingu jednoduchý proces
• Podporuje monitorování SLA měření ztráty paketů, jitteru, MOS a latence

Nevýhody:

• Nástroj je speciálně navržen pro podnikové použití, úplné prozkoumání všech funkcí a možností zabere čas

VoIP & Network Quality Manager Stáhněte si 30denní zkušební verzi ZDARMA

2. PRTG Network Monitor (ZKUŠEBNÍ ZKOUŠKA ZDARMA)

Toto řešení pro monitorování sítě od Paessler je jedním z předních nástrojů na trhu. PRTG Network Monitor umožňuje správcům převzít kontrolu nad jejich sítí od začátku do konce a napříč celou infrastrukturou. Je to snadný nástroj a jeho funkce sledování jitteru a latence jistě pomohou zbavit se těchto dvou konkrétních problémů.

Jedná se o monitorovací řešení pro větší sítě, které jsou obvykle tam, kde jsou problémy jitteru a latence výraznější a znepokojující.

Klíčové vlastnosti:

• IP SLA sledování
• Nepřetržitý ping
• metriky QoS
• Mapování založené na SNMP

Po instalaci nástroj začne monitorovat jitter a může spustit testy, aby zjistil jakékoli problémy s provozem VoIP nebo konfiguracemi QoS . A pokud by byly nějaké problémy, odesílá upozornění na okamžitou akci .

PRTG QoS senzor a jeho Pokročilý PING senzor také pomáhají sledovat latenci. Pravidelně se dotazuje a současně monitoruje servery, směrovače a přepínače, aby se ujistil, že jsou v provozu, a poté kontroluje případné zpoždění jejich komunikace.

Klady:

• Využívá SNMP, NetFlow a další řadu dalších protokolů k vytvoření co nejpřesnějšího obrazu síťového a VoIP provozu
• Dodává se s předem nakonfigurovanými senzory VoIP
• Řídicí panel lze přizpůsobit pomocí řady widgetů a hned po vybalení působí intuitivně
• Podporuje zcela bezplatnou verzi až pro 100 senzorů, takže je to dobrá volba pro malé i velké sítě
• Ceny jsou založeny na využití senzorů, což z něj činí flexibilní a škálovatelné řešení pro větší sítě i organizace s omezeným rozpočtem.

Nevýhody:

• PRTG je platforma bohatá na funkce, která vyžaduje čas, než se plně naučíte všechny dostupné funkce a možnosti

Vyzkoušejte neomezenou verzi PRTG Network Monitor na bezplatnou zkušební verzi po dobu 30 dnů.

Paessler PRTG VoIP Monitoring Stáhněte si 30denní zkušební verzi ZDARMA

3. Multiprotocol Network Tester

Zde máme open-source síťový testovací nástroj z StarTrinity . Je to klamavě malá aplikace, která má opravdu překvapivý účinek, pokud jde o vykreslení úplného obrazu jitteru a latence sítě.

Klíčové vlastnosti:

• Zdarma k použití
• Identifikuje nepravidelný přenos
• Simuluje provoz

Tento bezplatný nástroj pomáhá monitoruje zpoždění IP paketů a pomáhá odhalit důvody jitteru a latence . Dá se na to také použít spoof útoky na síť, abyste viděli, jak obstojí v případě skutečného útoku .

Správci mohou spusťte testy po delší dobu, abyste zjistili maximální časy jitteru .

Klady:

• Jitter pouze nezaznamenává, ale vyšetřuje ho
• Umožňuje testování systémů generovaným provozem
• Simulovat nepravidelný provoz

Nevýhody:

• Nic moc uživatelská příručka

Stáhněte si StarTrinity Multiprotocol Network Tester pro VOLNÝ, UVOLNIT . Je k dispozici pro Okna nebo Linux .

Udržujte svou síť bez chvění a latence

Doufáme, že vám tento článek pomohl při identifikaci jitteru a latence v síti. Doufáme také, že nyní budete moci zbavit svou infrastrukturu těchto dvou problémů.

Nejčastější dotazy k chvění a latenci

Může být jitter vyšší než latence?

Je možné, že jitter na lince může být vyšší než latence. Je to proto, že jitter je mírou odchylky od standardní rychlosti doručení a latence je doba, kterou paket potřebuje, než se dostane ze zdroje do cíle. Takže vlastně měří dvě různé věci. Zvažte tento scénář. Odesílatel vydává pakety běžnou rychlostí a poté z nějakého vnitřního důvodu na chvíli přestane posílat pakety a pak přenos obnoví. Pokud je tato pauza delší než doba, za kterou se paket dostane po připojení, bude mezera mezi posledním paketem před pauzou a prvním paketem při obnovení delší, než doba, kterou každý paket potřebuje k cestování. V tomto případě by chvění bylo způsobeno spíše problémem s odesílajícím zařízením než s připojením. Takové zpoždění může být také způsobeno tím, že jeden ze směrovačů v cestě pozastaví a obnoví svůj provoz.

Jak se jitter liší od zpoždění?

Zpoždění šíření je doba, kterou potřebuje první bit paketu k cestě ze zdroje do cíle; jitter je změna rychlosti příchodu datových paketů. Zpoždění tedy měří dobu cesty a jitter měří frekvenci příchodu paketů.