v mé práci se musím hodně naučit o několika tématech. Zejména na trhu virtualizace je mnoho lidí obvykle dobře připraveno, pokud jde o infrastrukturu, servery a úložiště, ale zjistil jsem, že nejslabším bodem je mnohokrát síťování. Existují některá témata, která jsou pro mnohé nejasná, jako Layer2 vs Layer3, BGP, Spanning Tree, ale existuje jedno téma, které je opravdu důležité i pro lidi z infrastruktury, přesto je pro ně téměř neznámé: latence.
co je latence?
tak rychle, jak to může být, ani rychlost světla není nekonečná. Trvá čas, než foton přejde z bodu A do bodu B, a například světlo generované sluncem trvá 8 minut, než se dostane na Zemi. Naše počítačové sítě nejsou ani blízké této rychlosti, protože v první řadě se naše připojení obvykle neprovádí s optickým vláknem (které by nakonec bylo stejně rychlé jako světlo), ale s elektrickými kabely, takže přenosy přes tato média jsou pomalejší, ale také proto, že existuje mnoho zařízení mezi zdrojem a cílem, které potřebují manipulovat s paketem. Zdrojový hostitel, přepínače, směrovače, brány firewall, cílový hostitel; každý „hop“ přidává čas k celkovému času, který paket potřebuje k dosažení svého cíle. Tuto situaci můžeme navrhnout takto:
(zdroj: https://stackoverflow.com/questions/8682702/how-to-calculate-packet-time-from-latency-and-bandwidth )
tak, jednoduše řečeno, latence je čas, který trvá, než paket přejde ze zdroje do cíle.
v lokální síti je snadné použít určitou aproximaci a prohlásit, že zpoždění zpracování je 0, a také, že vícenásobné přepínače mezi dvěma hostiteli nepřidávají další latenci. Koneckonců, když spustíme příkaz ping, abychom zkontrolovali, zda je hostitel připojen, latence je vždy „pod 1 ms“ :
z tohoto důvodu není neobvyklé vypočítat maximální přenosovou rychlost pouhým pohledem na dostupnou šířku pásma:
– 10 Gb ethernet link znamená 1250 MBps
a tak dále. A pokud je moje šířka pásma 125MBps, znamená to, že mohu přenášet 125MB každou sekundu.
proč je latence důležitá?
protože ignorování spolu s dalšími parametry vede k falešným výsledkům!
podívejte se na předchozí příklad. Dokonce i v místní síti, kde je latence téměř nulová, existují další parametry, které mohou ovlivnit konečnou rychlost. Jeden především: velikost okna TCP. Nebudu opakovat to, co již bylo napsáno dokonalým způsobem ostatními, takže pokud se chcete dozvědět více, přečtěte si tento příspěvek od brada Hedlunda. V čem je háček? Rychlost spojení, o které obvykle mluvíme, je čistá rychlost kabelového spojení. Ale navíc musíme spustit více protokolů, jeden nad druhým, jako TCP přes IP. TCP rozděluje data do paketů a velikost paketů je dána velikostí okna TCP: větší tato hodnota, více dat může být přeneseno v jediném přenosu. Poté je uvnitř paketu zabaleno užitečné zatížení, takže pro každý paket, který má být přenášen, existují další bajty, i když neobsahují žádná data (existuje také určitá režie pro základní ethernetový rámec, přemýšlejte o všech diskusích týkajících se Jumbo rámců). Konečně, TCP latence hraje svou roli, protože mohu přenášet další paket pouze poté, co předchozí paket dosáhne svého cíle, protože odkaz je jinak zaneprázdněn přenosem ostatních paketů.
latence a velikost okna se stávají prvořadými, když přecházíme z lokálních sítí do veřejných sítí. Zde hodnota <1ms zmizí a musíme vzít v úvahu vyšší hodnoty. Vyšší je latence, menší je maximální“ skutečná “ šířka pásma, kterou uvidím. Vezměme si jednoduchý příklad: Zákazník má 100 Mbps odkaz na Internet a potřebuje přenést 1TB soubor na svého poskytovatele služeb.
obvyklé teoretické výpočty by byly jednoduché:
100 Mbps = 12,5 MBps
1 TB = 1000 GB = 1000000 MB
1000000 MB / 12,5 MBps = 80000 sekund = 1333,33 minut = 22,22 hodin nebo (d:h:m:s): 22h: 13m:20s
ale pokud se pokusíte odeslat tento soubor poskytovateli, nikdy nebude trvat tento čas k dokončení, pokud vy a váš poskytovatel služeb nejsou připojeny ke stejnému ethernetovému odkazu; což znamená, že nepoužíváte Internet vůbec!
jak správně vypočítat přenosovou rychlost
pomocí tohoto pěkného nástroje jsem vypočítal předchozí hodnotu na přesné sekundy:
http://wintelguy.com/transfertimecalc.pl
pokud se na to podíváte, uvidíte stejnou „aproximační chybu“, o které jsem mluvil dříve: zohledňuje se pouze velikost a šířka pásma. Žádná velikost okna a žádná latence. Ale Web WintelGuy má více úžasných nástrojů, a jeden je přesně to, co potřebujeme:
http://wintelguy.com/wanperf.pl
v tomto můžete vidět, že každý důležitý parametr je uveden a použit pro výpočty. Zopakujme stejný výpočet, jaký jsme udělali dříve, ale nyní s některými novými informacemi:
přidali jsme latenci 40ms a přijali další dvě výchozí hodnoty (ztráta paketů a MTU). Nemáme žádnou šanci změnit MTU přes internetový odkaz, protože mezi námi a našimi poskytovateli služeb existuje mnoho zařízení, která nejsou pod naší kontrolou. To je jeden z důvodů, proč mnoho Telco nabízí svým zákazníkům MPLS soukromé odkazy namísto VPN odkazů přes veřejný internet, protože nastavení připojení může být ovládáno a naladěno poskytovatelem (dobře, je tu trochu lock-in, ale to je jiný příběh…). Zde vidíte, že režie a latence TCP již ovlivňují skutečnou maximální propustnost, která klesá na 94,9 MBps. Řekl bych však, že je to opravdu dobrá situace a mohlo by to být horší: ponechme si všechny ostatní parametry jako dříve a zvýšíme latenci na 150ms:
propustnost je snížena na 77,8 Mbps, ztráta 22% teoretické rychlosti. A může to být ještě horší: například připojení ADSL má větší ztrátu paketů, takže pokud udržíme 150 ms latence, ale zvýšíme ztrátu paketů 10krát, získáme to (ignorujte skutečnost ,že žádný ADSL nemůže jít na 100 Mbps, je to pro udržení stejné rychlosti ve všech příkladech):
ztráta paketů byla zvýšena z 0,0001 (1 ztracený paket za každých 10000 přenesených) na 0.001 (1 ztracený paket za každých 1000 přenášených) a tato hodnota sama o sobě snížila naši maximální rychlost o 75%!!!
takže až příště uvidíte, že vaše nová lesklá internetová linka nefunguje podle očekávání, než obviňujete poskytovatele služeb nebo software, který používáte k přenosu těchto dat, lépe se podívejte na svou síť. Možná zjistíte, že těch 25Mbps je nejrychlejší rychlost, kterou můžete získat.
