幾種重要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)度量及改善方法

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管理學(xué)上有句名言，想要改善，先去測量。網(wǎng)絡(luò)績效的改善能夠降低成本、提高生產(chǎn)力，并延緩代價不菲的硬件升級。下文中，將為你介紹一些最主要的網(wǎng)絡(luò)績效度量，它們代表什么，以及如何測量并改善它們。

單路延時(One-Way Delay)

單路延時是指每個數(shù)據(jù)包抵達目的地所花費的時間。一般情況下，單路延時是由兩方面所組成：

- 傳播延時：指數(shù)據(jù)包從發(fā)送端到接收端所花費的時間。傳播延時通常由線路的物理長度和媒介的傳播速度而定。 銅線和光纖上的傳播速度所差不多，一般都是光速的三分之二。

- 串行延時：指數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)換成串行傳輸單元(即比特)所花費的時間。它通常由數(shù)據(jù)包大小乘以傳導(dǎo)媒介的負載量所得到，一般以比特/每秒的形式表示。

比如在路由器這樣一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，一個數(shù)據(jù)包或許會遇到轉(zhuǎn)發(fā)延時，即節(jié)點讀取轉(zhuǎn)發(fā)信息所花費的時間。當(dāng)數(shù)據(jù)包等待輸出端口可用時，列隊延時也會發(fā)生。

從A點到B點的單路延時可以通過發(fā)送帶有時間戳的數(shù)據(jù)包來進行測量，記錄從A點發(fā)送到B點所需的時間。AB兩端的計時器必須通過NTP(網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)之類的標(biāo)準(zhǔn)來保持一致。

改善單路延時是完善網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一個重要部分，它能夠?qū)?shù)據(jù)包傳輸?shù)奈锢砭嚯x最優(yōu)化。至于節(jié)點延時，則可以通過選擇具有快速轉(zhuǎn)發(fā)運算能力和承載高峰數(shù)據(jù)爆發(fā)流量能力的節(jié)點來降低，做到列隊延時最小化，同時也可考慮合理減少網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)量。

往返時間(Round-Trip Time)

往返時間是指從A點到B點的來回時間加上B點響應(yīng)的時間。對于基于Windows的傳輸協(xié)議，比如TCP，往返時間影響了可達到的最大吞吐量。同時，往返時間也會直接影響互動應(yīng)用的響應(yīng)，比如音頻與視頻傳輸。

往返時間通常以ping和fping工具測量，即發(fā)送ICMP(互聯(lián)網(wǎng)控制信息協(xié)議)通訊請求到一個目的地，并測量獲得響應(yīng)的時間。

此外，還可以通過改善與接收節(jié)點相關(guān)的流程來加快往返時間，即應(yīng)用能夠優(yōu)化B點的響應(yīng)軟件。

抖動延時(Jitter)

抖動延時是指一個理想環(huán)境下，數(shù)據(jù)包實際抵達時間和理論抵達時間之間的差異。產(chǎn)生抖動的原因包括數(shù)據(jù)包傳輸堵塞，以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上處理資源的負荷等。

測量抖動延時的工具與測量單路延時的工具想通。在實時應(yīng)用中(比如音頻與視頻會議系統(tǒng)上)，抖動延時是一個比較重要的參數(shù)。這類系統(tǒng)通常會使用抖動緩沖來降低抖動延時的影響：數(shù)據(jù)包被暫存在抖動緩沖中，直到在順序上輪到它時，才繼續(xù)傳輸。

丟包(Packet Loss)

丟包是指數(shù)據(jù)包在傳輸?shù)侥康牡匾郧皝G失。存在丟包的原因主要有兩種：

- 堵塞：當(dāng)流量沖高時，數(shù)據(jù)包被暫存在節(jié)點緩沖中，但由于緩沖的容量有限，因此當(dāng)緩沖存滿后，某些數(shù)據(jù)包就會丟失或剔除。緩沖溢出可以說是網(wǎng)絡(luò)中的一個常見問題。

- 出錯：當(dāng)遇到線路干擾或其它障礙時，數(shù)據(jù)包或許會在傳輸過程中出錯。這類出錯的數(shù)據(jù)包往往會在接收端通過校驗算法偵測到，然后加以忽略。

解決丟包的辦法之一是重新傳輸，但在實時應(yīng)用中，重新傳輸是無意義的，因為重新傳輸音頻或視頻數(shù)據(jù)包會打亂抵達次序。而出錯數(shù)據(jù)包的忽略則會影響到接收端的信息損失。

測量丟包的辦法一般是先向某一目標(biāo)地發(fā)送一連串?dāng)?shù)據(jù)包，然后跟蹤傳輸中的丟包數(shù)量?；旧下酚善骱推渌W(wǎng)絡(luò)節(jié)點都會帶有計數(shù)器來追蹤數(shù)據(jù)包丟失的數(shù)量。

由于流量堵塞而引起的丟包可以通過升級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的緩沖來解決。但要注意，大容量的緩沖往往也會對單路延時和往返時間造成負面影響。

數(shù)據(jù)包再排序(Packet Reordering)

IP并不能保證數(shù)據(jù)包會嚴格按照發(fā)送時的順序依次抵達。由于數(shù)據(jù)包在跨網(wǎng)絡(luò)傳輸時會經(jīng)過不同的路由，因此排序混亂就有了發(fā)生的可能性，有時候，大型的數(shù)據(jù)包在傳輸中也會被小型數(shù)據(jù)包趕超。對于那些沒有使用傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(比如TCP或STCP)，再排序會產(chǎn)生嚴重的影響。

數(shù)據(jù)包再排序可以通過發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)包，然后比較它們的發(fā)送與抵達順序來校驗。此外，也可以通過降低網(wǎng)絡(luò)并行，或使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來鎖定數(shù)據(jù)包的路徑降低數(shù)據(jù)包再排序的現(xiàn)象。（IT專家網(wǎng)）