Какая предусмотренная договором с провайдером скорость передачи данных

Обновлено: 28.05.2024

Данная статья поможет самостоятельно разобраться в технических тонкостях, связанных с WiFi-сетями, техническими параметрами роутеров, единицами измерения пропускной способности каналов связи и в том, почему указанная в спецификациях пропускная способность (рассчитанная теоретически) не соответствует реальности.

Содержание

В каких единицах измеряется скорость интернет соединения

Многие пользовательские программы (торрент-клиенты, программы-загрузчики, интернет-браузеры) отображают скорость передачи данных в других единицах, которые очень похожи на Килобиты в секунду и Мегабиты в секунду, однако это совсем иные единицы измерения — Килобайты и Мегабайты в секунду. Эти величины часто путают между собой, так как они имеют схожее написание.

Килобайты в секунду (в которых отображают скорость передачи данных пользовательские программы) принято обозначать как КБайт/с, КБ/с, KB/s или KBps.

Мегабайты в секунду — МБайт/с, МБ/с, МB/s или МBps.

В одном Байте содержится 8 бит, следовательно, Мегабайт отличается от Мегабита (как и Килобайт от Килобита) в 8 раз.

Например, если браузер или торрент-клиент отображает скорость передачи данных, равную 3 МБ/с (Мегабайт в секунду), то в Мегабитах это будет в восемь раз больше — 24 Мбит/с (Мегабит в секунду).

Например, если тарифный план провайдера предусматривает выделение полосы пропускания, равной 8 Мбит/с, (Мегабит в секунду), то при загрузке торрента на компьютер, программа-клиент отобразит максимальное значение в 1 Мбайт/с (если со стороны сервера нет ограничений и нет перегрузки).

Как протестировать скорость интернет соединения он-лайн?

Оба сайта измеряют ширину полосы пропускания от сервера, который можно выбрать, до компьютера, на котором измеряется скорость. Так как длина канала связи может быть от нескольких сотен метров до нескольких тысяч километров, то рекомендуется выбирать территориально наиболее близкий сервер (хотя и он может оказаться сильно загруженным). Тестирование лучше проводить в то время, когда активность клиентов сети провайдера наименьшая (например, утром или поздней ночью). Точность измерений скорости соединения с сетью интернет не идеальна из-за большого количества различных факторов, которые сильно влияют на пропускную способность, но вполне способна дать представление о реальной скорости интернет-соединения.

Зачастую, после приобретения роутера, его подключения и настройки, пользователи сталкиваются с проблемой, что скорость интернет соединения стала ниже, чем до приобретения роутера. Особенно часто такая проблема встречается на высокоскоростных интернет тарифах.

Стоит отметить, что скорость коммутации WAN-LAN зависит не только от аппаратной версии устройства (H/W) и версии микропрограммного обеспечения, но и от протокола подключения к провайдеру.

Наиболее высокая скорость маршрутизации WAN-LAN достигается на протоколах подключения DHCP и Static IP, низкая — при использовании провайдером технологии VPN, а если используется протокол PPTP — самая низкая.

Скорость WiFi

Многие пользователи, подключившиеся к какой-либо Wi-Fi сети, не всегда довольны скоростью соединения. Вопрос довольно сложный и нуждается в детальном рассмотрении.

a. Реальные скорости технологии Wi-FI

Так выглядят часто задаваемые вопросы по данной тематике:

На коробках и спецификациях к устройствам указана теоретически рассчитанная максимальная пропускная способность для идеальных условий того или иного стандарта Wi-Fi (по сути — для вакуума).

В реальных условиях пропускная способность и площадь зоны покрытия сети зависят от помех, создаваемых другими устройствами, степени загрузки сети WiFi, наличия препятствий (и материалов, из которых они изготовлены) и прочих факторов.

Как показывают результаты тестирования, максимальная реальная пропускная способность оказывается примерно в 3 раза ниже, чем та, что указана в спецификациях к устройству или к тому или иному стандарту IEEE группы 802.11 (стандарты технологии Wi-Fi):

Стандарты технологии WiFi	Максимально достижимая теоретически рассчитанная пропускная способность (Мбит/с)	Максимальная реальная скорость передачи данных (Мбит/с)
IEEE 802.11a	До 54	До 24
IEEE 802.11g	До 54	До 24
IEEE 802.11n	До 150	До 50
IEEE 802.11n	До 300	До 100

b. WLAN-WLAN. Скорость Wi-Fi (в зависимости от расстояния)

Все современные и актуальные стандарты Wi-Fi на сегодняшний день работают схожим образом.

Таким образом, скорость обмена данными между двумя клиентами (скорость коммутации WLAN-WLAN) одной Wi-Fi сети, созданной одним устройством (точкой доступа или роутером), будет (в идеальном случае) в два и более раза ниже (зависит от расстояния), чем максимальная реальная скорость передачи данных во всей сети.

Два компьютера с Wi-Fi адаптерами стандарта IEEE 802.11g подключены к одному Wi-Fi роутеру стандарта IEEE 802.11g. Оба компьютера находятся на небольшом расстоянии от роутера. Вся сеть имеет максимально достижимую теоретическую пропускную способность в 54 Мбит/с (что написана в спецификациях устройств) реальная же скорость обмена данными не превысит 24 Мбит/с.

Но, так как технология Wi-Fi — это полудуплексная передача данных, то Wi-Fi радиомодулю приходится коммутировать между двумя клиентами сети (Wi-Fi адаптерами) в два раза чаще, чем в случае, если бы клиент был один. Соответственно, реальная скорость передачи данных между двумя адаптерами будет в два раза ниже, чем максимальная реальная для одного клиента. В данном примере, максимальная реальная скорость обмена данными для каждого из компьютеров будет составлять 12 Мбит/с. Напомним, что речь идет о передаче данных от одного компьютера другому через роутер по wifi-соединению (WLAN-WLAN).

Это происходит из-за того, что активное WiFi оборудование, работая в полудуплексном режиме, совместно с адаптерами изменяет параметры сигнала (тип модуляции, скорость сверточного кодирования и т.д.) в зависимости от условий в радиоканале (расстояние, наличие препятствий и помех).

c. Роутер стандарта IEEE 802.11n, адаптер стандарта IEEE 802.11g

Рассмотрим пример, когда Wi-Fi сеть создает Wi-Fi роутер стандарта IEEE 802.11 n (150 Мбит/с). К роутеру подключены ноутбук с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11n (300 Мбит/с) и стационарный компьютер с Wi-Fi адаптером стандарта IEEE 802.11g (54 Мбит/с):

Если маршрутизатор или кабельный модем устарели, замените их

Если интернет-провайдер предоставил вам кабельный модем или домашний шлюз пять лет назад или более, то, возможно, потребуется заменить такое оборудование. За последние несколько лет стандарты Wi-Fi значительно изменились и современные устройства могут поддерживать более высокую производительность, чем ваш маршрутизатор или точка доступа [2] .

Так, стандарт 802.11g (представлен в 2003 г.) имеет максимальную скорость передачи данных 65 Мбит/с и поддерживает только одну антенну/передатчик с общей полосой пропускания 20 МГц. А протокол 802.11n (внедрен в 2009 г.) работает в двух диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц и поддерживает каналы 40 МГц и 80 МГц соответственно.

Самые последние стандарты 802.11ac (Wi-Fi 5) и 802.11ax (Wi-Fi 6) могут передавать информацию по каналам 160 МГц за счет применения многопользовательских решений и метода пространственного кодирования сигнала (MU-MIMO), позволяющего увеличить полосу пропускания канала, в котором передача и прием данных осуществляется системами из нескольких антенн.

Кроме того, улучшились и технологии кабельных модемов по стандарту DOCSIS 3.1, которые поддерживают скорость передачи данных 1 Гбит/с благодаря многоканальной поддержке. Поэтому позвоните интернет-провайдеру и узнайте, можно ли повысить скорость широкополосного доступа с помощью обновления оконечного оборудования до более высокого уровня.

Используйте нужный диапазон для правильной работы

Диапазон 2,4 ГГц может быть единственным вариантом для устаревших устройств, которые невозможно легко заменить. Однако сочетание диапазонов 2,4 ГГц и 5 ГГц идеально подходит для разгрузки каналов, особенно если вы живете в многоквартирном доме, где одновременно транслируются многие идентификаторы SSID.

Если устройство поддерживает полосу частот 5 ГГц, то следует выбрать её, поскольку нет никакого смысла в использовании старой полосы частот, где придется конкурировать с другими устройствами диапазона 2,4 ГГц в очень насыщенном частотном спектре.

Однако имейте в виду, что частоты 2,4 ГГц и 5 ГГц ведут себя по-разному — точки доступа 2,4 ГГц обеспечивают большую дальность действия, их сигналы лучше проникают через стены, но работают они с меньшей скоростью, чем в диапазоне 5 ГГц.

Разместите точку доступа в лучшем месте

Хотя у вас может возникнуть искушение спрятать маршрутизатор или точку доступа за предметом мебели или в шкафу, не делайте этого — это повлияет на их производительность. Поставьте их на стол или на ТВ-стойку и ничем не закрывайте. По возможности установите оборудование как можно выше и на открытых участках, например, закрепите его с помощью настенного кронштейна.

Нередко источник широкополосного доступа может быть смонтирован провайдером где-то в углу вашего дома, но это не обязательно лучшее место в вашем помещении, чтобы транслировать сигнал. Найдите более удачное место для точки доступа и соедините её длинным Ethernet-кабелем с кабельным модемом или домашним шлюзом. Длинные кабели пятой категории (Cat 5) можно заказать онлайн и легко проложить на чердаке или в обходном пространстве.

Если у вас нет розетки электропитания для точки доступа там, где вы ее размещаете, попробуйте использовать точки доступа, совместимые с технологией Power over Ethernet (PoE). Для подключения этих точек доступа необходимо приобрести коммутатор PoE Ethernet, который можно установить рядом с домашним шлюзом или кабельным модемом, а также другим сетевым оборудованием.

Выключите Wi-Fi-канал 2,4 ГГц на старом маршрутизаторе и не допускайте двойной трансляции сетевых адресов

Если вы покупаете дополнительный маршрутизатор/точку доступа для улучшения сети, обязательно отключите канал в диапазоне 2,4 ГГц на существующем маршрутизаторе, так как вам не нужно несколько сетей вещания на 2,4 ГГц — это только увеличивает перегрузку.

Если вы не можете обновить шлюз (поскольку bнтернет-провайдер только его поддерживает), попробуйте приобрести точку доступа для малого бизнеса или потребительский беспроводной маршрутизатор, который может быть установлен в режим AP/Bridge (уровень 2). Это делается с помощью приложения на смартфоне или веб-интерфейсов пользователя для маршрутизатора или точки доступа.

Ни при каких обстоятельствах не выполняйте вторичную трансляцию сетевых адресов (Network Address Translation — NAT) за исходным маршрутизатором, поскольку это вызовет множество проблем с подключением к сети и производительностью.

d. Скорость WiFi через роутер. WAN-WLAN

Если речь идет о подключении по Wi-Fi соединению к Wi-Fi роутеру, то скорость загрузки торрента может оказаться даже ниже, чем те значения, которые были приведены выше.

Эти значения не могут превышать скорость коммутации WAN-LAN, так как это основная характеристика производительности роутера.

Рассмотрите возможность расширения охвата сети

При необходимости охватить домовыми коммуникациями большее пространство есть несколько способов расширить домашнюю сеть и повысить устойчивость удаленной работы. Для этого могут быть использованы PLC- и MoCA-адаптеры, Wi-Fi Mesh-сети и ряд других решений.

Адаптеры Ethernet over PowerLine (в России и странах СНГ такую технологию принято называть Power Line Communication — PLC) передают сигнал Ethernet по электрической сети вашего дома. Но, в зависимости от качества проводки и расстояния между розетками, в которые подключают адаптеры PLC, вы, скорее всего, не увидите и близко рекламируемой скорости передачи данных 200–400 Мбит/с, а только приблизитесь к 100 Мбит/с или получите еще меньше.

Адаптеры MoCA (MoCA Adapter for Ethernet over Coax), которые используют коаксиальные соединения в вашем доме для реализации кабельного телевидения, тоже могут быть эффективным решением для подключения коммутаторов и точек доступа Wi-Fi в различных частях здания, так как они способны обеспечивать скорость гигабитного Ethernet.

Но они могут оказаться довольно дорогими. Вам понадобится маршрутизатор или домашний шлюз, поддерживающий MoCA, или же вам потребуется приобрести несколько адаптеров. Кстати, оборудование новейшего стандарта Bonded 2.0 MoCA обеспечивает скорости передачи данных до 1 Гбит/с с гораздо более надежными и стабильными соединениями, чем Wi-Fi.

Сетевые продукты Mesh представляют собой группы точек доступа, которые взаимодействуют друг с другом с помощью нескольких встроенных Wi-Fi-модулей и предназначены для интеллектуальной передачи, обслуживания и оптимизации подключений к вашим устройствам по всему дому.

При настройке Wi-Fi Mesh-сети узел подключается к широкополосному устройству (например, маршрутизатору, домашнему шлюзу или кабельному модему), а дополнительные узлы взаимодействуют с ним беспроводным путём, образуя распределённую одноранговую ячеистую сеть.

Хотя Mesh-сети могут быть высокоэффективными, их узлы так же подвержены проблемам с размещением, как и любая другая точка доступа Wi-Fi, и они лучше всего работают, когда находятся на линии прямой видимости друг от друга. При наличии каких-либо препятствий, таких как толстые стены, они теряют связность или вообще не функционируют.

По возможности используйте проводной Ethernet для основного компьютера на рабочем месте

Если вы можете физически подключить основной рабочий компьютер к проводной сети Ethernet, а также напрямую к маршрутизатору или коммутатору, то стоит сделать это. Так наверняка будет быстрее. И это всегда будет самое надежное соединение.

Если у вашего ноутбука нет порта Ethernet (как у новых MacBook или Microsoft Surface) подумайте о покупке док-станции с разъемами USB-C/Thunderbolt, которая обеспечивает несколько портов, включая выходы Ethernet, USB-A, USB-C и HDMI для внешних мониторов.

Примечания

Данная инструкция подготовлена и опубликована Морозовым Иваном Александровичем — руководителем Учебного Центра представительства компании TRENDnet в России и СНГ. Если вы желаете повысить уровень собственных знаний в области современных сетевых технологий и сетевого оборудования — приглашаем в гости на бесплатные семинары!

Если вы администрируете распределённую сеть, то наверняка периодически сталкиваетесь с задачей оценить фактическую пропускную способность каналов (VPN) между офисами. В общем случае, это можно делать тремя способами. Один очень прост, но непригоден для мониторинга каналов на регулярной основе. Это использование Iperf и т.п. Два других могут использоваться постоянно, но настолько сложны и дороги, что могут себе позволить только крупные и очень крупные компании. К этой категории относятся решения на основе анализа сетевого трафика в реальном времени (network sniffing) и решения, подмешивающие тестовый трафик в пользовательский трафик, и оценивающие прохождение тестового трафика. А что делать всем остальным, тем, кому нужно управлять качеством каналов, но по объективным причинам не относится к ЦА сверхдорогих решений? В этой статье я расскажу о новой технологии управления качеством работы сети. Она несравнимо проще и доступнее решений на основе подмешивания тестового трафика и network sniffing, не требует установки аппаратных зондов, но при этом позволяет управлять качеством распределённой сети на регулярной основе.

Это сугубо прагматическая концепция, разработанная исходя из возникающих на практике задач. Новизна описываемой технологии в том, что метод нагрузочного тестирования (используемый в Iperf, Chariot и т.п.), обычно применяемый для разовых измерений скорости сети, интегрирован в систему сетевого мониторинга. Отсюда и название технологии – Нагрузочный Мониторинг Сети (НМС). Кратко, идея НМС – в автоматическом проведении нагрузочных тестирований в те моменты времени, когда внутренние пользователи сети не активны (эти моменты определяются автоматически). Пропускная способность сети измеряется на уровне TCP. Основная область применения НМС – управление качеством VPN-соединений, например, в рамках Service Level Management.

Вообще, когда заходит речь об измерении или оценке качества работы сети, нужно конкретизировать, что именно имеется в виду:

Мониторинг качества сети, т.е. оценка качества работы сети ВО ВРЕМЯ эксплуатации. Для мониторинга обычно используют две технологии:
Тестирование сети (нагрузочное тестирование), которые обычно используются ДО начала эксплуатации. Например, на этапе пуско-наладки или во время приёмо-сдаточных испытаний. Тестирование – это обычно сильное воздействие на сеть и оценка реакции сети на это воздействие. Чаще всего воздействием является передача больших массивов данных, о оценкой реакции – измерение затраченного на это времени.

Примечание: В данном случае мы говорим только о технологиях, предназначенных для мониторинга КАЧЕСТВА СЕТИ. Поэтому SNMP, WMI, Transaction Simulation, Application Instrumentation и другие не рассматриваются.

Генерация тестовых пакетов (подмешивание тестовых пакетов в рабочий трафик) – это непрерывная (на фоне работающих приложений) передача в сеть определённых пакетов сетевого или транспортного уровня и измерение возникающих при этом задержек (delay), вариаций задержек (jitter), потерь пакетов (packet loss) и т.п. О качестве работы сети судят по тому, как проходят тестовые пакеты, интенсивность которых обычно невысока (чтобы не мешать работе приложений). По результатам таких измерений синтезируются интегральные показатели качества работы сети: R-Value, MOS и др. На этом методе основана, в частности, технология IP SLA, поддерживаемая оборудованием Cisco Systems.

Преимущества метода генерации тестовых пакетов:

Высокая точность измерений. Передача тестовых пакетов и все измерения обычно выполняются на аппаратном уровне. Например, IP SLA позволяет измерять one way delay (задержку в одну сторону), а не только round trip delay, как, например, ICMP или дешёвые пробы, мимикрирующие под IP SLA.
Возможность оценивать качество работы сети при отсутствии пользовательского трафика. Даже если в сети нет активных пользователей, вы всегда будете знать, хорошо или плохо работает сеть.

Есть и ограничения:

Относительно высокая стоимость, если метод не поддерживается каналообразующим оборудованием. Если вся сеть построена только на базе оборудования, поддерживающего IP SLA, например, на базе Cisco Systems, то всё отлично и аппаратные зонды не нужны. Во всех остальных случаях в сети нужно устанавливать специальные аппаратные зонды, которые надо ещё и обслуживать.
Сложность оценки потенциальных возможностей сети. Процессор, находящийся на борту сетевого устройства, как правило, не обладает производительностью, достаточной, чтобы полностью загрузить 100 Mbps- или, тем более, 1Gbps- или 10Gbps- канал.
Сложность интерпретации получаемых результатов и, как следствие, сложность использования для ПРАКТИЧЕСКОГО управления качеством получаемого сервиса (Service Level Management). Предположим, вы хотите оценить качество работы провайдера сетевых услуг (NSP, Network Service Provider). Если это сеть VoIP, то всё просто, т.к. пороговые значения метрик jitter, delay, packet loss для разных типов кодеков хорошо известны. А если, например, в сети ещё используются 1С: Предприятие или SAP CRM? Вы знаете, какие метрики в таком случае нужно измерять и каковы должны быть их пороговые значения для обеспечения требуемых значений Service Level Objectives (SLO), Service Level Targets (SLT)? Конечно, их можно определить – построить базовую линию, провести корреляционный анализ со временем реакции бизнес-приложений и т.п. Но это сложно, дорого, и на практике этим мало кто занимается.

Можно утверждать, что сегодня это стандарт de facto для управления QoS (Quality of Service) IP-сетей. Генерация тестовых пакетов активно используется как крупными телекоммуникационными компаниями, так и крупными корпоративными клиентами. Однако в секторе Enterprise этот метод постепенно сдаёт свои позиции методу network sniffing, в первую очередь, из-за невозможности контролировать QoE (Quality of Experience, качество работы бизнес-приложений глазами пользователей).

Network sniffing – это захват и анализ всех проходящих по сети пакетов и извлечение из них информации канального уровня (ошибки, загрузка и т.п.), транспортного уровня (задержки на клиенте, сети, сервере, потерянные пакеты, нулевой размер окна и т.п.) и прикладного уровня (время реакции, MOS и т.п.).

Преимущества network sniffing:

Возможность контролировать качество сети с привязкой к QoE.
Возможность контролировать качество сети (QoS), реально получаемое каждым пользователем сети.
Высочайшая точность измерений.
Возможность не только увидеть, но и воспроизвести ситуацию в сети, которая происходила в прошлом, например, когда пользователь жаловался на медленную работу бизнес-приложения (Retrospective Network Analysis, RNA).

Недостатки метода network sniffing практически такие же, как и у метода генерации тестовых пакетов:

Невозможность оценивать потенциальные возможности сети.
Высокая стоимость профессионального инструментария. Единственное исключение – бесплатный WireShark, который вряд ли можно отнести к профессиональному инструментарию.
Сложность интерпретации получаемых результатов и, как следствие, относительная сложность использования для Service Level Management.
Дополнительное ограничение: невозможность оценивать качество работы сети при отсутствии пользовательского трафика.

Тем не менее, сегодня именно network sniffing сегодня является стандартом de facto для оценки качества работы сети внутри ЦОД, а также для организации мониторинга QoE (Real User Monitoring).

Для тестирования сети обычно используют более простые методы и средства. (Исключение –тестирование сети на пригодность к передаче голоса и видео, например, PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality), но это отдельная тема.) Основной метод здесь – это передача больших массивов данных и измерение пропускной способности сети. В сети устанавливаются передатчик и приёмник данных, между которыми выполняется пересылка массивов данных известного объёма. Основным измеряемым показателем является пропускная способность сети (throughput), она же скорость, которая вычисляется как отношение объёма переданных данных к затраченному на это времени. Считается, что чем выше пропускная способность сети, тем лучше её качество. Изменяя объем и состав передаваемых данных, TOS, протокол и другие параметры, можно оценивать качество сети под различные бизнес-приложения.

Существует множество различного инструментария, предназначенного для тестирования сети, как бесплатного (Iperf, speedtest и т.п.), так и коммерческого (FTest, Chariot и т.п.). Достоинства и недостатки большинства таких средств прямо противоположны достоинствам и недостаткам систем мониторинга (IP SLA, network sniffing). Если системы мониторинга, как правило, не позволяют оценивать потенциальные возможности сети, то средства тестирования только для этого и предназначены. Системы мониторинга, как правило, сложны в использовании. Средства тестирования, наоборот, просты и понятны. Но главное преимущество средств тестирования – это ПРОСТОТА ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Как уже говорилось выше, определить пороговые значения метрик, измеряемых системами мониторинга, часто бывает очень непросто. При тестировании сети вы всегда точно знаете, какой результат означает хорошее качество сети, а какой – плохое. Например, если вы тестируете 100 МВ – канал на уровне ТСР, передавая для этого большие массивы данных, то накладные расходы (преамбула, заголовки, синхронизация) составят около 10%–12%. Поэтому если пропускная способность сети будет на уровне 88Mbps–90Mbps, то потерь нет и сеть работает хорошо. Чем меньше эти цифры, тем хуже работает сеть. Поэтому, если провайдер говорит, что он дал вам канал 100 Mbps, а эффективная пропускная способность на уровне 88Mbps–90Mbps, он вас не обманывает. Но если эффективная пропускная способность при этом составляет 60 Mbps, то это предмет для разговора.

Основное ограничение большинства средств тестирования (Iperf, Chariot и т.п.) – невозможность их использования в постоянном режиме, в частности, во время эксплуатации сети. Вы можете попросить пользователей не работать, и измерить пропускную способность сети один раз, два раза, десять раз, но вы не можете делать это постоянно. Сеть для работы, а не для тестирования. Если же вы будете тестировать сеть в то время, когда в ней работают пользователи, то, во-первых, вы будете мешать пользователям, во-вторых, результаты тестирования будут не достоверны, т.к. на них будет влиять пользовательский трафик.

Как следует из вышесказанного, тестирование и мониторинг взаимно дополняют друг друга. При этом тестирование проводят при отсутствии работающих пользователей. Мониторинг – наоборот, когда пользователи работают. Но можно действовать и по-другому. Всегда существуют временные интервалы, когда пользователи неактивны. Если такие интервалы определять автоматически и в это время проводить тестирование сети, а результаты тестирования отдавать в систему мониторинга, мы одновременно решим две важные задачи:

Обеспечим высокую достоверность результатов тестирования. Обычно выводы о качестве сети делают по результатам буквально нескольких измерений, в нашем случае выводы будут делаться на основе десятков тысяч измерений. Это позволит увидеть динамику изменения качества сети, зависимость качества от дней недели, времени суток и т.п.
Расширим функциональность системы мониторинга. Кроме метрик, характеризующих доступность и здоровья активного сетевого оборудования и серверов, мы получим метрики, характеризующие эффективную пропускную способность сети. Сопоставление здоровья оборудования с пропускной способностью сети упрощает диагностику скрытых дефектов и узких мест сети.

Интеграцию нагрузочного тестирования с системой мониторинга я назвал Нагрузочным Мониторингом Сети.

Нагрузочный Мониторинг Сети (НМС). Как это работает

Таким образом, идея НМС заключается в следующем:

Автоматически определяются периоды времени, когда сеть не загружена пользовательским трафиком, и в эти периоды автоматически выполняется нагрузочное тестирование сети (измерение эффективную пропускную способность на уровне TCP).
Пропускная способность сети (throughput), измеряемая при нагрузочном тестировании, добавляется в число метрик, контролируемых системой мониторинга.

НМС может иметь много применений. Но лучше всего он подходит для управления качеством арендуемых каналов связи, например, между ЦОД и удалёнными офисами. Посмотрим, как это работает.

Рисунок 1. Нагрузочный Мониторинг Сети. Архитектура решения.

Для проведения НМС в сети устанавливается система мониторинга, включающая Консоль управления, Зонды и Ответчики. Тестирование сети выполняет специальный Тест, работающий на Зонде. Кроме нагрузочного тестирования, Зонд выполняет мониторинг работы сетевого оборудования (утилизация, ошибки и т.п.), результаты которого передаются на Консоль. На Зонде могут одновременно выполняться множество Тестов. Одни Тесты выполняют мониторинг оборудования. Другие – нагрузочное тестирование сети. С Консоли задаются параметры всех Тестов. Для Тестов, выполняющих нагрузочное тестирование сети, такими параметрами являются:

Режим генерации трафика:
Размер блока данных, которыми осуществляется обмен между Зондом и Ответчиками.
Направление передачи данных:
Расписание генерации:
Дополнительные параметры:

В процессе нагрузочного тестирования измеряются следующие метрики:

№	Характеристика	Описание
1	READ (Mbps, %)	Пропускная способность сети при передаче данных от Ответчика к Зонду. Во всех случаях одновременно измеряется абсолютная и относительная (относительно установленного значения) пропускная способность.
2	WRITE (Mbps, %)	Пропускная способность сети при передаче данных от Зонда к Ответчику.
3	RD-WR (Mbps, %)	Пропускная способность сети при встречной передаче данных между Зондом и Ответчиком.
4	TOTAL (Mbps, %)	Общая пропускная способность сети при одновременной передаче данных между Зондом и несколькими Ответчиками. В зависимости от направления передачи данных может быть: TOTAL READ, TOTAL WRITE, TOTAL RD-WR.
5	AVERAGE (Mbps, %)	Средняя пропускная способность сети при поочерёдной передаче данных между Зондом и несколькими Ответчиками. В зависимости от направления передачи данных может быть: AVERAGE READ, AVERAGE WRITE, AVERAGE RD-WR.
6	Responder Availability (%)	Доступность Ответчиков по UDP. Проверка доступности Ответчиков может быть отключена.
7	TCP Link Availability (%)	Доступность TCP-канала. TCP-канал считается недоступным, когда при доступности Ответчика UDP с ним невозможно установить связь по TCP и во время передачи данных происходит разрыв связи между Ответчиком и Зондом.

Рисунок 2. Управляемая Генерация Трафика

Два применения Нагрузочного Мониторинга Сети

В зависимости от того, включён или выключен Регулировщик, НМС позволяет решить две различные задачи:

Управление качеством сети, если Регулировщик выключен.
Аудит качества получаемых услуг, если Регулировщик включён.

Обе задачи могут решаться одновременно, т.к. Зондов может быть несколько и на каждом Зонде может одновременно выполняться несколько Тестов. В одних Тестах Регулировщик может быть включён, в других – выключен.

Регулировщик включён: Аудит качества получаемых услуг

Если Регулировщик включён, то НМС – это инструмент аудита качеством получаемых услуг. Пропускная способность сети, измеренная в то время, когда пользователи не работали, однозначно характеризует качество работы опорной сети провайдера.

Зная номинальную пропускную способность каналов на физическом уровне, и сравнив её с измеренной пропускной способностью на уровне TCP, вы легко опередите, какие каналы работают хорошо, а какие – плохо. Если тестируются каналы Ethernet, то их пропускная способность на уровне TCP не должна более чем на 10%–12% быть ниже их физической скорости. На Рисунке 3 показан пример отчёта в формате MS Excel, из которого сразу видно, что канал Москва-Пермь работает хуже других.

Рисунок 3. Отчёт о пропускной способности каналов связи (создаётся автоматически)

У такого решения есть ещё одно важное преимущество. Оно существенно повышает эффективность диагностики сетевых сбоев, выполняемой другими методами, например, network sniffing. Чтобы быстро определить причину сбоя, нужно видеть, как есть, и знать, как должно быть. Когда вы анализируете сетевой сбой, который возник в период прохождения пользовательского трафика, вы видите как есть, но не всегда знаете, как должно быть. Когда же вы анализируете сбой, произошедший в то время, когда в сети был только тестовый трафик, вы не только видите как есть, но и всегда знаете, как должно быть. Это существенно упрощает процесс диагностики.

Регулировщик выключен: Управление качеством сети

На приведённом ниже рисунке показан снимок экрана консоли оперативного мониторинга сети. Верхняя диаграмма – оценка пропускной способности сети. Три нижние диаграммы – оценки качества работы оборудования, которое может влиять на пропускную способность сети. Все четыре оценки привязаны к единой временной шкале.

Рисунок 4. Скриншот оперативного мониторинга качества работы канала связи.

Заключение

Сегодня много говорят о Service Level Management, но экономичного и эффективного инструментария, с помощью которого можно было бы на постоянной основе оценивать качество работы, например, арендуемых каналов связи, пока не много. Нагрузочный Мониторинг Сети является примером такого инструментария. Надо признать, что полученные с его помощью результаты при разрешении юридических споров правовой силы иметь не будут. Но использовать пропускную способность на уровне TCP в качестве метрики (наряду с доступностью), прописываемой в SLA, было бы правильно.

1. Зачем нужна скорость Интернета больше 100 Мбит/с?

Высокая скорость Интернета – более 100 Мбит/с – актуальна далеко не в каждом случае. Тарифного плана со скоростью 100 Мбит/с будет достаточно для комфортного веб-серфинга, онлайн-игр, просмотра IP-TV или видео в Интернете, в том числе в HD-качестве. Проблемы могут возникнуть разве что в случае подключения по Wi-Fi такого числа устройств, при которых роутер начинает сильно урезать скорость для каждого из пользователей домашней сети. Для усредненного роутера это, как правило, более 10 устройств (включая телевизоры, холодильники и прочую технику Smart House).

Скорость Интернета больше 100 Мбит/с имеет смысл только при скачивании на компьютер увесистых файлов – дистрибутивов операционных систем или прочего ПО, видео в высоком качестве, аудиоколлекций и т.п. Только при постоянном скачивании большого размера файлов оплата высокоскоростного интернет-подключения может быть оправдана. Например, если члены всей семьи вечерами в одно и то же время активно скачивают файлы с торрент-трекеров и файловых хранилищ. Но и то речь идет только о тех тарифных планах, скорость которых в силу технических причин может быть задействована на компьютерных и мобильных устройствах в доме. Ведь чтобы раскрыть потенциал высокоскоростного тарифного плана, необходимо иметь в доме технику, которая бы, собственно, и обеспечила раскрытие этого потенциала. А не вся даже современная техника заточена под возможность использования высоких скоростей Интернета.

2. Возможности жестких дисков

Потенциал тарифа со скоростью Интернета более 200 Мбит/с может не раскрыться, если на компьютере установлен не SSD, а обычный HDD – жесткий диск с магнитными пластинами. При открытии сайтов в окне браузера их данные записываются в кэш, то есть загружаются на диск компьютера. Кэш браузера состоит из нескольких мелких файликов, скорость считывания и записи которых у HDD, как правило, не достигает даже 1 Мб/с (8 Мбит/с). Скорость от 80 до 170 Мб/с (соответственно, от 640 до 1360 Мбит/с) HDD могут развить только при последовательной записи файлов, то есть при скачивании единичных больших файлов с Интернета. Но это максимальный показатель, который может быть достигнут лишь на отдельных участках (у внешнего края пластины, где больше дорожек, на которых, соответственно, больше секторов). При записи больших файлов усредненная скорость записи данных может быть даже меньше половины максимально возможной скорости HDD.

Не только HDD, но даже не каждый SSD-диск сможет раскрыть потенциал тарифа со скоростью Интернета более 700 Мбит/с. Если говорить и вовсе о тарифе 1000 Мбит/с, то даже при наличии компьютера с производительным SSD оплачивать такой тариф есть смысл, если только в доме имеется роутер, и выход в Интернет осуществляется с нескольких устройств.

3. Пропускная способность роутера

Необходимо также понимать, что в условиях работы с максимальной нагрузкой ресурс роутера исчерпается быстрее.

4. Сетевая карта

Как и роутер, сетевая карта может быть ограничителем высокой скорости Интернета. Старые сетевые карты, например, могут поддерживать максимальную скорость передачи данных лишь 100 Мбит/с. В таком случае придется апгрейдить ПК и заменить сетевую карту на современную с большей пропускной способностью.

5. Модуль Wi-Fi

С модулем Wi-Fi, встроенным в ноутбук или в составе ПК, та же картина, что и с сетевой картой. Бюджетные сборки ноутбуков могут комплектоваться модулями Wi-Fi с пропускной способностью до 150 Мбит/с. А старые сетевые карты с Wi-Fi для ПК, подключаемые через интерфейс PCI, и вовсе ограничены скоростью стандарта 802.11a – до 54 Мбит/с. В этом случае модуль Wi-Fi придется заменить. Или специально для работы с высокоскоростным тарифным планом приобрести модуль Wi-Fi, подключаемый к порту USB.

6. Слабый процессор

7. Резюмируя: стоит ли переходить на высокоскоростные тарифы?

Интернет со скоростью выше 200 Мбит/с рассматривать как назревшую потребность общества пока что нельзя. Если не для обеспечения приемлемой скорости каждому из пользователей небольших офисов, хостелов, кафешек, заправок, прочих общественных мест, переход на дорогостоящий тарифный план может оказаться пустой тратой денег. Быстрый доступ к сайтам обеспечивается и в рамках тарифа со скоростью до 100 Мбит/с. Если дело имеем с медленным сервером, здесь не поможет ни один высокоскоростной тариф. Проще обратиться к владельцу сайта с просьбой модернизировать оборудование. Высокоскоростной тариф даже не всегда сможет обеспечить оперативность скачивания файлов с Интернета. Например, высокая скорость Интернета на текущем компьютере никак не решит вопрос со временем загрузки файла через торрент в условиях низкой скорости Интернета у раздающего сида (или намеренного ее ограничения в настройках торрент-клиента).

Поставку высокоскоростных тарифов интернет-провайдеры часто используют в качестве маркетингового хода, чтобы привлечь клиентов. Точнее, отбить их у конкурентов. Очень хорошо, если на сайте провайдера при описании тарифов оговариваются конкретные технические требования к устройствам, которые будут участвовать в процессе обеспечения высокой скорости Интернета (собственно, то, о чем говорилось выше).

Как измерить скорость интернета и какие условия влияют на показатель скорости

Единицы измерения

Скорость приема/передачи информации измеряется в битах в секунду (b/s, б/с, иногда пишут bit/s, бит/с, bps), или в байтах в секунду (B/s, Б/с). Биты обозначают строчной английской b или русской б, байты заглавной английской B или русской Б. Один байт информации состоит из 8 информационных бит.

На практике из-за высоких скоростей используют приставки начинающиеся с английской или русской буквы k(к) - кило (* 1 000), М(М) - мега (* 1 000 000), G(Г) - гига (* 1 000 000 000).

Ширина канала или Скорость линии или Скорость подключения - это теоретическая максимально возможная скорость обмена между устройствами через установленное подключение. Это не максимальная скорость работы сетевого адаптера, она может зависеть от различных настроек.

Под скоростью интернета следует понимать пропускную способность, загрузку канала или линиии в конктерный момент, усредненную во времени, максимальную и минимальную. Скорость интернета не может быть больше ширины канала.

Например провайдер вам предоставляет интернет со скоростью 100 Мбит/c, эта же скорость в байтах 12,5 МБ/c.

Предположим мы загружаем фильм на 4GB через торрент, при такой скорости, теоретически он должен будет загрузиться через 5 с половиной минут. 4GB = 4 000 MB, 4 000/ 12,5 = 320 секунд.

Скорость интернета может существенно отличаться от заявленной провайдером. Разберемся в чем может быть причина.

Скорость установленных подключений, тест скорости

Узнать характеристики подключенного сетевого адаптера на Window OS можно воспользовавшись утилитой wmic из командной строки wmic nic where NetEnabled=true get Description, Speed. В результате вы получите примерно следующий ответ:

Аналогичный пример для витой пары:

Адаптер Ethernet Realtek PCIe GBE Family Controller поддерживат ширину канала 10000000 b/s или 1,25МБ/c или 10 МБ/с

Ширину канала приема/передачи можно узнать, посмотрев свойства сети

Скорость линии Ethernet 10 Mbps, скорость линии wi-fi 150 Mbps Для wi-fi есть расхождения с тем, что показывает wmic

Те же параметры можно увидеть в центре управления сетями и общим доступом, вызвав окно состояние

Скорость подключения по Ethernet 10 Мбит/c, по wi-fi 150 Мбит/с

В windows 8 и windows 10 очень удобно наблюдать за состоянием сети в диспетчере задач.

Для проверки скорости приема проще всего установить на загрузку популярный торрент-файл, постараться таким образом занять весь канал.

скорость загрузки 4,6MB/s = 36,8 Мбит/с Диспетчер задач измеряет скорость для всех процессов, использующих сеть и показывает немного выше

Результаты проведенных измерений хорошо совпадают с данными диспетчера задач. Скорость передачи 13,94 Мбит/c, скорость загрузки 35,47 Мбит/с

Условия, влияющие на скорость интернета

Технология доступа в интернет

Традиционно для домашнего интернета необходима сетевая карта, а для подключения используются две технологии, wi-fi и витая пара. Даже если у вас в квартире установлен wi-fi роутер, то до шлюза провайдера (который как правило размещается на чердаках, в подъездах или подвалах домов) все равно идет витая пара. Сам же шлюз подключается уже оптическим кабелем, к нему идет широкополосный канал, который он делит на абонентов.

Технология должна поддерживаться обеими сторонами обмена, сетевой картой компьютера пользователя и сетевой картой шлюза провайдера.

В качестве точек доступа wi-fi обычно используют роутеры (маршрутизаторы)

802.11n: до 300Mbps
802.11g: до 54Mbps
802.11b: до 11Mbps

Кабели для разной скорости различаются физическими характеристиками и дистанцией передачи

Cat 3 Unshielded 10 Mbps 16 MHz
Cat 5 Unshielded 10/100 Mbps 100 MHz
Cat 5e Unshielded 1000 Mbps / 1 Gbps 100 MHz
Cat 6 Shielded or Unshielded 1000 Mbps / 1 Gbps >250 MHz
Cat 6a Shielded 10000 Mbps / 10 Gbps 500 MHz
Cat 7 Shielded 10000 Mbps / 10 Gbps 600 MHz

Ограничения клиента

На устройствах, что вы используете для доступа в интернет, могут быть настроены ограничения скорости.

Настройки маршрутизатора

маршрутизатор TP-Link позволяет задать вручную максимальные скорости приема и передачи

в настройках маршрутизатора можно выбрать стандарт wi-fi

Настройки программ

приложение mTorrent позволяет задать лимиты скорости через меню

Ограничения провайдера

Типовой шкаф известного провайдера на 1 поъезд. Установлен комутатор Qtech QSW-2850, имеет 24 порта 10/100BASE-T для подключения абонентов со скоростью 100 Мбит/c. Цена вопроса 15 тыр.

Провайдер имеет техническую возможность ограничить скорость подключения, изменив соответсвующие настройки (скорости и приоритета) порта, который обычно привязан к абоненту. Оборудование провайдера позволяет изменять эти настройки удаленно в автоматическом режиме.

Часто, скорость интернета не стабильна. При большой нагрузке в часы пик, скорость может падать ниже 10 Мб/с, в то время как по договору 100Мб/с, при этом в личном кабинете можно увидеть предложение купить ускоренный доступ. Проверки показали что провайдер в это время делает переключения Ethernet со 100Мб/с на 10Мб/с.

ttk предлагает увеличить скорость до 100МБ/с на 2 часа за 15 руб, хотя тарифный план изначально предполагает такую скорость доступа

Проблемы ресурса

Если тест скорости показал устраивающие вас результаты, но скорость доступа к ресурсу все равно кажется медленной, причины могут быть следующими:

Тест скорости показывает результаты на определенном сервере тестирования, но до сайта, что вы пытаетесь загрузить, маршрут может быть совершенно другим и иметь другие показатели метрики.
Часто на страницах сайта размещается различные виджеты (погода, курсы валют и другие). Для их отображения требуются запросы к сторонним сайтам (api), на выполнения которых требуется время, что может увеличить скорость выдачи контента. Обычно сначала грузится основной контент станицы, а после, с помощью дополнительных запросов просиходит обновление виджетов. Если это не так, значит код выдачи станицы не оптимизирован.
При большом количестве запросов к сайту, он может быть перегружен. Сервер может вернуть страницу кодом ошибки 503 Service Unavailable — сервер временно не имеет возможности обрабатывать запросы по техническим причинам (обслуживание, перегрузка и прочее). На хостинге, на одном сервере часто размещаются несколько сайтов. Тариф обычно предусматривает органичения нагрузки на cpu, mysql и жесткий диск сервера, при превышении которых запросы будут обрабатываться с более низким приоритетом, что увеличить время выдачи страницы.

Проверка методом замены

В сложных случаях, когда есть сомнения где возниклки проблемы, едиственным способом остается заменить сомнительное звено заранее проверенным и исправным. Если вы сомневаетесь и думаете что проблема у провайдера, воспользуйтесь другим каналом связи, если проблема повториться - то, вероятно, причина в вашем ПК. Таким образом последовательно проверьте все звенья цепочки обмена данными.

Выводы

Причины низкой скорости интернета могут быть различными по характеру и чтоб определить в где именно проблема необходимо провести разносторонние проверки.

Читайте также: