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(cè)量。網(wǎng)絡(luò)績(jī)效的改善能夠降低成本、提高生產(chǎn)力，并延緩代價(jià)不菲的硬件升級(jí)。下文中，將為你介紹一些最主要的網(wǎng)絡(luò)績(jī)效度量，它們代表什么，以及如何測(cè)量并改善它們。

單路延時(shí)(One-Way Delay)

單路延時(shí)是指每個(gè)數(shù)據(jù)包抵達(dá)目的地所花費(fèi)的時(shí)間。一般情況下，單路延時(shí)是由兩方面所組成：

- 傳播延時(shí)：指數(shù)據(jù)包從發(fā)送端到接收端所花費(fèi)的時(shí)間。傳播延時(shí)通常由線路的物理長(zhǎng)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(shí)：指數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)換成串行傳輸單元(即比特)所花費(fèi)的時(shí)間。它通常由數(shù)據(jù)包大小乘以傳導(dǎo)媒介的負(fù)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(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，一個(gè)數(shù)據(jù)包或許會(huì)遇到轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)，即節(jié)點(diǎn)讀取轉(zhuǎn)發(fā)信息所花費(fèi)的時(shí)間。當(dāng)數(shù)據(jù)包等待輸出端口可用時(shí)，列隊(duì)延時(shí)也會(huì)發(fā)生。

從A點(diǎn)到B點(diǎn)的單路延時(shí)可以通過(guò)發(fā)送帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包來(lái)進(jìn)行測(cè)量，記錄從A點(diǎn)發(fā)送到B點(diǎn)所需的時(shí)間。AB兩端的計(jì)時(shí)器必須通過(guò)NTP(網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)之類的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保持一致。

改善單路延時(shí)是完善網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一個(gè)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(diǎn)延時(shí)，則可以通過(guò)選擇具有快速轉(zhuǎn)發(fā)運(yùn)算能力和承載高峰數(shù)據(jù)爆發(fā)流量能力的節(jié)點(diǎn)來(lái)降低，做到列隊(duì)延時(shí)最小化，同時(shí)也可考慮合理減少網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

往返時(shí)間(Round-Trip Time)

往返時(shí)間是指從A點(diǎn)到B點(diǎn)的來(lái)回時(shí)間加上B點(diǎn)響應(yīng)的時(shí)間。對(duì)于基于Windows的傳輸協(xié)議，比如TCP，往返時(shí)間影響了可達(dá)到的最大吞吐量。同時(shí)，往返時(shí)間也會(huì)直接影響互動(dòng)應(yīng)用的響應(yīng)，比如音頻與視頻傳輸。

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

此外，還可以通過(guò)改善與接收節(jié)點(diǎn)相關(guān)的流程來(lái)加快往返時(shí)間，即應(yīng)用能夠優(yōu)化B點(diǎn)的響應(yīng)軟件。

抖動(dòng)延時(shí)(Jitter)

抖動(dòng)延時(shí)是指一個(gè)理想環(huán)境下，數(shù)據(jù)包實(shí)際抵達(dá)時(shí)間和理論抵達(dá)時(shí)間之間的差異。產(chǎn)生抖動(dòng)的原因包括數(shù)據(jù)包傳輸堵塞，以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上處理資源的負(fù)荷等。

測(cè)量抖動(dòng)延時(shí)的工具與測(cè)量單路延時(shí)的工具想通。在實(shí)時(shí)應(yīng)用中(比如音頻與視頻會(huì)議系統(tǒng)上)，抖動(dòng)延時(shí)是一個(gè)比較重要的參數(shù)。這類系統(tǒng)通常會(huì)使用抖動(dòng)緩沖來(lái)降低抖動(dòng)延時(shí)的影響：數(shù)據(jù)包被暫存在抖動(dòng)緩沖中，直到在順序上輪到它時(shí)，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(shí)，數(shù)據(jù)包被暫存在節(jié)點(diǎn)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(huì)丟失或剔除。緩沖溢出可以說(shuō)是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。

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

解決丟包的辦法之一是重新傳輸，但在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，重新傳輸是無(wú)意義的，因?yàn)橹匦聜鬏斠纛l或視頻數(shù)據(jù)包會(huì)打亂抵達(dá)次序。而出錯(cuò)數(shù)據(jù)包的忽略則會(huì)影響到接收端的信息損失。

測(cè)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(diǎn)都會(huì)帶有計(jì)數(shù)器來(lái)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(guò)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的緩沖來(lái)解決。但要注意，大容量的緩沖往往也會(huì)對(duì)單路延時(shí)和往返時(shí)間造成負(fù)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(huì)嚴(yán)格按照發(fā)送時(shí)的順序依次抵達(dá)。由于數(shù)據(jù)包在跨網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)不同的路由，因此排序混亂就有了發(fā)生的可能性，有時(shí)候，大型的數(shù)據(jù)包在傳輸中也會(huì)被小型數(shù)據(jù)包趕超。對(duì)于那些沒(méi)有使用傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)(比如TCP或STCP)，再排序會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

數(shù)據(jù)包再排序可以通過(guò)發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)包，然后比較它們的發(fā)送與抵達(dá)順序來(lái)校驗(yàn)。此外，也可以通過(guò)降低網(wǎng)絡(luò)并行，或使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)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)）