Internet pełni obecnie funkcję swoistego krwioobiegu dostarczającego informacje potrzebne do życia – prowadzenia biznesu, nauki, relacji z bliskimi, załatwiania spraw urzędowych czy zakupów. Kiedy jednak parametry transmisji danych odbiegają od normy, cierpi na tym jakość usług świadczonych przez operatorów klientom końcowym – rwie się płynność gier sieciowych czy streamingu filmów lub muzyki, a ściąganie plików trwa zbyt długo. Dlatego warto zwrócić uwagę na podstawowe parametry usług transmisji danych, wiedzieć jak je kontrolować i jak zapobiegać problemom.

Opóźnienie

Opóźnienie (ang. delay) to czas jaki upływa pomiędzy wysłaniem pakietu przez nadawcę, a jego dotarciem do odbiorcy. Czas ten w sieciach teleinformatycznych mierzy się w milisekundach [ms].

Opóźnienie ma istotny wpływ na wszelkie aplikacje stosujące protokoły z potwierdzeniem (np. TCP – Transmission Control Protocol) lub dla komunikacji głosowej (VoIP – Voice over Internet Protocol), minimalnie wpływa też na jakość usług streamingowych, np. wideo na życzenie (VoD – Video on Demand).

Mierzonym parametrem jest tu RTD (ang. round-trip delay time) zwany także RTT (ang. round-trip time), czyli czas przesłania pakietu w obu kierunkach, tzn. od wysłania go przez nadawcę do otrzymania odpowiedzi zwrotnej. Ponieważ pomiar ten odbywa się wyłącznie ze strony nadawcy, jest to najczęstszy sposób mierzenia opóźnienia. Pomaga to obliczyć optymalną trasę dla routingu.

Pomiar przeprowadza się kilkukrotnie i podaje wartości minimalną, maksymalną oraz średnią. W większości systemów do pomiaru tego parametru pomiędzy komputerem użytkownika a serwerem używa się komendy „PING adres-serwera”.

Na opóźnienie mają wpływ takie parametry transmisji, jak np. wielkość pakietu, obciążenie łącza i routerów, odległość, zastosowany protokół transmisji czy typ medium transmisyjnego (miedziany, światłowodowy, bezprzewodowy lub satelitarny).

Co zrobić by RTT/RTD był mniejszy? Warto wykorzystywać połączenia przewodowe, zapewniające znacznie stabilniejszą transmisję danych do podłączonych urządzeń niż rozwiązania radiowe czy satelitarne. Dostawcy usług IT mogą w tym celu optymalizować routing w sieci poprzez sprawdzenie poprawności kierowania ruchu i wykorzystywać najkrótsze drogi połączeniowe, tj. zaangażować mniej routerów pośrednich do punktu docelowego.

Jitter

Jitter to krótkookresowe odchylenie od ustalonych, okresowych charakterystyk sygnału. Jest to w sieciach IP maksymalna różnica czasu opóźnienia między pakietami IP przepływającymi przez łącze w określonym czasie. Czas ten mierzy się w milisekundach [ms].

Jitter może spowodować, iż pakiet wysłany później dotrze do odbiorcy przed pakietem wysłanym wcześniej, powodując zakłócenie interpretacji strumienia danych u odbiorcy. Nasilenie tego zjawiska może generować przeciążenia sieci i w konsekwencji utratę pakietów. Szczególnie negatywny wpływ ma to na usługi czasu rzeczywistego, takie jak transmisje strumieniowe (streaming audio lub wideo) oraz na dwustronną komunikację VoIP i połączenia wideo. Korzystający z usług klient może wtedy zaobserwować szarpnięcia obrazu i jego gorszą jakość. Natomiast jitter niemal nie wpływa na usługi nie wymagające stałej przepływności, np. ftp, http, p2p.

Występowanie jittera wynika ze zmian obciążenia sieci oraz z przesyłania pakietów należących do jednej transmisji różnymi drogami w sieci. Poziom opóźnienia w całym tranzycie może się zmieniać i może prowadzić do 50 milisekundowego opóźnienia w transferach pakietów.

Co zrobić by jitter był mniejszy? W przypadku starszego sprzętu warto wymienić go na nowy, który będzie w stanie obsłużyć większy ruch przychodzący, a także zmaksymalizować wydajność systemu. Aby nowy system kompensował efekty jittera warto skorzystać ze skutecznego narzędzia jakim jest bufor lub pamięć buforowa. Można to zrealizować poprzez zastosowanie serwerów treści CDN w sieci Orange.

Jest to jeden z powodów, dla których firmom lub prywatnym użytkownikom opłaca się zainwestować w urządzenia o wysokiej wydajności. Podobnie jak w przypadku opóźnienia, pomóc może także wykorzystanie połączeń przewodowych, które zapewniają stabilną transmisję danych. W sieci z wieloma ograniczeniami dla użytkowników problem można rozwiązać poprzez zwiększenie przepustowości sieci od dostawcy usług internetowych.

Utrata pakietów

Utrata pakietów (ang. packet loss) wskazuje wolumen pakietów, które zostały nadane a nie dotarły do odbiorcy w trakcie trwania pomiaru. Parametr ten podaje się jako liczbę lub procent utraconych pakietów.

Utrata pakietów może powodować błędy w odbiorze lub konieczność retransmisji pakietów, a co za tym idzie dalsze opóźnienia w transmisji. Duży procent utraty pakietów praktycznie uniemożliwia korzystanie z usług bezpołączeniowych lub znacznie obniża ich jakość.

Powodem mogą być problemy z łączem lub z przepełnieniem sieci wywołane przez brak odpowiedniej przepustowości lub odpowiedniego sprzętu, a nawet błędne oprogramowanie wbudowane w sprzęt sieciowy.

Dla zminimalizowania problemów stosuje się kody kontrolne i retransmisję utraconych pakietów.

Co zrobić by zmniejszyć packet loss? Istnieje wiele sposobów rozwiązania problemów z utratą pakietów. Wybór najlepszego zależeć będzie od konkretnego powodu utraty pakietów. W przypadku awarii sprzętu, zwykle trzeba go wymienić na nowe urządzenie, które jest w stanie poradzić sobie z maksymalną przepustowością. Jeśli przyczyną jest przeciążenie sieci, do dyspozycji jest kilka opcji. Zwiększenie przepustowości łącza może pomóc w zmniejszeniu zatorów. Warto również rozważyć rozwiązanie Quality of Service (QoS), które pozwala ustawić wyższy priorytet dla dowolnego ruchu w sieci w czasie rzeczywistym lub wykorzystać protekcję łączy lub portów w ramach oferty transmisji danych, którą świadczymy za dodatkową opłatą dla klientów – operatorów.

Jak sprawdzić połączenie przez swojego dostawcę usług IT

Użytkownik podłączony do sieci dostawcy internetu może w prosty sposób sprawdzić jakość połączenia, czasu dostępu do usług w sieci lub poza siecią dostawcy oraz zweryfikować przez jakie sieci osiąga adres docelowy.

Służy do tego Looking Glass – narzędzie udostępniane przez dostawcę usług IP, które pozwala sprawdzić pomiar najlepszej trasy do konkretnego adresu IP użytkownika lub usługi sieciowej. W Orange Looking Glass dostępne jest pod adresem http://lg.tpnet.pl

Autor: Andrzej Adach