راهکارهایی برای پیروزی در نبرد تأخیر و کندی شبکه

این موضوع، به عنوان یک وابستگی در جامعه مدرن امروزی روی بستر اینترنت در حال افزایش است. لتنسی در لغت به معنای تاخیر می باشد و به همین نام در شبکه هم استفاده می‌شود( Network latency )، تأخیر (Latency) در حال تبدیل به یک موضوع جدی برای شرکت ها و کسب و کارهای آنلاین است. این تاخیر و کندی همواره به دنبال انتقال دیتا وجود دارد. تأثیر این تاخیر در صنعت های مختلف، بسیار متفاوت است. در یک بستر کسب و کار الکترونیک، تأخیر و ناپایداری، تا حدی قابل قبول است. اما به عنوان مثال، برای سرورهای ارائه دهنده بازی های آنلاین، حتی ۳۰ میلی ثانیه هم قابل قبول نیست.

چه عاملی سبب تأخیر و کندی می شود؟

تأخیر، جزء جدایی ناپذیر معماری اینترنت است. جریان پیوسته‌ی داده های آنلاین، روی سرورها به بسته های اختصاصی دیتا تقسیم می شود. هر بسته(Packet)، حداقل از درون یک شبکه پر ازدحام، عبور کرده و در عرض چند میلی ثانیه، مسیریابی می شود. به این معنی که ممکن است سه بسته متوالی، مسیرهای بسیار متفاوتی را برای رسیدن به مقصد، طی کنند.

هر روتر، سرور و یا هر نود توزیعی در شبکه، یک مقدار تاخیر کمی برای تحویل بسته را به آن اضافه می کند. این موضوع برای مسافت فیزیکی طی شده توسط کابل های فیبر نوری هم درست است. اگر یک بسته دیتا، مسیری را از سانتا مونیکا به سمت شیکاگو توسط بوئنوس آیرس و تورنتو طی کند، طبیعتا مسیری بیشتر از طی مسافت جاده یا شاهراه ۶۶ در آمریکا را پیموده است. متأسفانه کندی اتصالات اینترنت ماهواره ای، موجب تاخیر تا حدود ۶۰۰ میلی ثانیه می شود. به همین دلیل است که در آینده، شبکه OneWeb، ماهواره هایی با مسافت فقط ۷۵۰ مایل (حدود ۱۲۰۰ کیلومتر) از سطح زمین برای توسعه پهنای باند اینترنت، راه اندازی می کند که در مقایسه با ماهواره Orbit که در حال حاضر در فاصله ۲۲۰۰۰ مایل قرار دارد، بسیار جالب توجه است.

در ابتدا تجهیزات گیرنده، بسته ها را بدون هیچ گونه ترتیبی دریافت می کنند، سپس با استفاده از هدر و فوتر، داده ها به صورت قالب یکپارچه در می آید. همین موضوع، تأخیر را افزایش می دهد، بخصوص مواقعی که یک بسته دیتا در طول مسیر از بین رفته و یا خراب شود که باید مجدد ارسال شود. به عنوان مثال، در روز کریسمس، این موجب بار بالای ترافیک و اوج شلوغی شبکه می شود. امروزه روترها و اکسس پوینت ها، اغلب در حال تلاش برای سرویس دهی بهتر با مسافت بالای ۲۰ فوت ( حدود ۷۰۰ سانتیمتر) در جهات مختلف هستند. در حالیکه آنها نسبت به تداخل امواج تجهیزات وایرلس، بسیار حساس هستند، اما همچنان رقابت برای پهنای باند روی طیف فرکانس GHz وجود دارد. همچنین در صورت بروز تداخل بین بسته ها، داده مجدد ارسال می شود و اینجاست که تأخیر و کندی بوجود می آید.

عامل دیگر تأخیر، ظرفیت کم سرورهای شبکه است. به عنوان مثال، اگر یک سرویس جریان داده، بر اثر بار ترافیکی زیاد فراخوانی نشود، دچار ناپایداری در سرویس دهی و کاهش کارایی می شود. این موضوع برای شبکه های تلفن همراه در سمت کاربر هم بسیار محسوس است. با وجود توسعه‌ی این شبکه ها به سمت شبکه های ۳G یا ۴G، هنوز در برخی مواقع، شاهد افت کیفیت بازی ها و یا پادکست های آنلاین هستیم.

تأثیرات تأخیر در شبکه

به خاطر داشته باشید که با وجود اینکه امروزه بیشتر کابل ها، دیتا را با سرعت نور انتقال می دهند، کاهش تأخیر به سمت صفر، در ارتباط با یک شبکه راه دور، امری غیرممکن است. در حالیکه تأخیر ۱۰ هزارم ثانیه برای چشم انسان، محسوس نیست، اما باز هم تأخیر در پاسخگویی در ارتباط بین هاست کاربر و تجهیزات گیرنده، مشهود است. در واقع، برای شرکت های خدمات مالی، کمترین میزان تأخیر هم قابل توجه است. زیرا امروزه تجارت مدرن، با استفاده از الگوریتم های محاسبات سریع، پاسخ گوی وقایع و رویداد (Event) های زنده در دنیای اینترنت است. طبق آمارها فقط با کاهش تأخیر به اندازه ۱ هزارم ثانیه، می توان فقط در موسسه مالی brokerage، به میزان ۱۰۰ میلیون دلار در سال صرفه جویی کرد. در حالیکه اخیراً شرکت گوگل یک دیتاسنتر به ارزش تقریباً ۲ میلیارد دلار در نیویورک برای کارگزاران بورس Stock Exchange ساخته است.

دوره های طولانی تأخیر برای بستر رسانه تا حدی قابل پذیرش است. به عنوان مثال، در یک بازی شطرنج آنلاین، تأخیر باید زیر ۱۰۰ میلی ثانیه باشد، در حالیکه در بازی های مبارزه ای و تفنگی، این تأخیر باید زیر ۳۰ میلی ثانیه باشد. هرگونه کاهش در کیفیت گرافیکی و تأخیر در بازی های آنلاین، تجربه ناخوشایندی را برای اینگونه بازی ها بوجود می آورد که این موضوع برای سرویس های بازی آنلاین، کاملا غیر قابل قبول است.

تأخیر و کندی، حتی روی ساختارهایی که آنلاین و به موقع (Real-time) نیستند هم تأثیر می گذارد. وقتی کارگران خانگی در حال تلاش برای برقراری ارتباط ویدئو کنفرانس با همکاران خود هستند، امکان بریده بریده شدن صدا و تصویر وجود دارد، در حالیکه اگر پهنای باند یک کاربر در ساختارهای نرم افزاری اشتراکی از جمله Trello و Slack، کمتر از دیگران باشد، دچار اختلال می شود. بر این اساس، بهتر است کاربران، به دنبال وب سایت های با مدت بارگذاری بالای ۳ ثانیه، نباشند. ماه ها تلاش بر روی موضوع SEO (بهینه سازی رتبه بندی سایت در موتورهای جستجو) و تولید محتوا در یک سایت، ممکن است به دلیل کندی موقت بارگذاری آن سایت، بی نتیجه بماند، در حالیکه امروزه تقریبا تمامی کسب و کارهای آنلاین، بر روی این موضوع تمرکز دارد.

اثبات تأخیر در شبکه

تشخیص و شناسایی تأخیر، می تواند یک چالش باشد، اما ابزارهای رایگان آنلاین، در دسترس هستند. در گام اول، استفاده از دستور Ping در شبکه برای تست اتصال و حضور یک سرور و یا ایستگاه کاری در مقصد، مفید است، به اینصورت که تعدادی بسته دیتا به سمت مقصد ارسال شده و در صورت حضور مقصد، پاسخ از طرف سرور با زمان های چند میلی ثانیه ای به سمت درخواست کننده بر می گردد.

ساده ترین راه برای شناسایی تأخیر، محاسبه نرخ سرعت انتقال بیت و کدینگ ابزارهای میانی در شبکه است. قبل از انتقال یک فایل با حجم بالا با توجه به ظرفیت پهنای باند، فایل ها به چند بخش با کیفیت های متفاوت تقسیم می شود. در سرویس هایی که انتقال یک جریان از دیتا را دارد، در چند ثانیه اول، حجم داده های صوتی یا تصویری، به صورت تکه تکه و با کیفیت پائین ارائه می شود و کم کم با توجه به بافر سمت گیرنده و درخواست ارسال داده با کیفیت بالاتر و همچنین پهنای باند شبکه، این موضوع بهبود می یابد تا اینکه به یک سطح مطلوب و پایدار برسد.

افسانه کاهش Latency

همیشه از تقویت سرعت و لینک های ارتباطی به عنوان یک پیشنهاد برای حل مشکل تأخیر استفاده شده است، در حالیکه پهنای باند و تأخیر به صورت مستقیم با هم در ارتباط نیستند. در حال حاضر، میانگین سرعت اینترنت حدود ۷٫۲Mbps است که این عدد ۱۵% نسبت به سال گذشته بیشتر است. در همین مدت هم داده ها و اطلاعات بیشتری به نسبت قبل در دنیای اینترنت در گردش است. مثلا استفاده هرچه بیشتر از اینترنت اشیاء و یا ویدئو های اینترنتی که تا حدی جایگزین رسانه های مرسوم شده است. به طور کلی، ترافیک صدا و تصویر در دنیای اینترنت، از پهنای باند زیادی استفاده می کند و هر چه پهنای باند به آن اختصاص دهیم، برای بهبود کیفیت سرویس استفاده می کند.

اغلب ویروس ها و کرم ها هم با اشغال کردن پهنای باند، مزاحم برنامه ها و سرورها شده و موجب تأخیر می شوند. با وجود دشواری تشخیص تروجان در میان بدافزارها، اما اسکن همیشگی پوشه ها و شاخه های اصلی بسیار توصیه می گردد. با این وجود، ویروس ها به ندرت موجب تأخیر شده و بیشتر سعی در ارسال محتویات هارد درایو ها به سرورهای مخرب و یا بکارگیری یک سیستم به عنوان بات نت، در جهت حملات DDOS در آینده را دارند.

راهکارهایی برای کاهش Latency و پینگ (Ping)

اگر افزایش پهنای باند و استفاده از آنتی ویروس، راهکار مناسبی برای تأخیر نیست، پس برای به حداقل رساندن تأثیر تأخیر در خانه و محیط کار چه باید کرد؟ سیستم های با هارد درایوهای پر و یا با چندین برنامه در حال اجرا، دائماً در حال رقابت و مبارزه با یکدیگر برای پردازش دیتا و اشغال منابع هستند. همچنین پهنای باند کابل های Cat5 حداکثر ۱۰۰Mbps بوده، در حالیکه کابل های Cat5e، ده برابر سریع تر است. با توجه به شلوغی امواج الکترومغناطیس و تداخل سیگنال ها با هم، استفاده از ارتباطات کابلی بسیار بهینه می باشد. به عنوان مثال استفاده از کنسول های بازی کابلی به جای وایرلس دارای سرعت بهتری هستند.

یک روش برای کاهش تأخیر، شامل تجزیه و تحلیل الگوریتم های مسیریابی داده است. پروتکل های مسیریابی متفاوتی برای انتقال بسته های دیتا وجود دارد که با پارامترهای مسیریابی مختلفی از جمله Cost، Metric و … فعالیت می کنند که در این حالت، بسته های داده به مسیرهای با کمترین تأخیر ارسال می شود. به عنوان مثال، ارائه دهندگان سرویس های ویدئوی آنلاین از تکنیک های پیشرفته ای برای ارسال جریان داده و فریم به فریم تصاویر استفاده می کنند.

تکنولوژی ۵G در شبکه های تلفن همراه، با تأخیر ۱ هزارم ثانیه ای در بین صدها هزار ارتباط بین کاربران در یک منطقه گسترده، انقلابی در این صنعت بوجود آورده است. سرعت آپلود در این تکنولوژی می تواند ۱۰۰ برابر سریع تر از تکنولوژی ۴G باشد. البته توسعه تکنولوژی ۵G در تمامی شهرهای آمریکا کمی زمان بر است. در آینده، تکنولوژی ۵G خدمت بسیار بزرگی به ارتباطاتی که همیشه آنلاین هستند (always-on) در بیرون از محیط کار و خانه خواهد کرد.

همچنین یک طراحی وب سایت بهینه، می تواند در کاهش تأخیر موثر باشد. هرگونه درخواست برای آبجکت ها و فایل ها به سمت سرورهای هاستیگ یک وب سایت، موجب افزایش تأخیر می شود. پس طراحی یک صفحه سایت کارا و موثر با کمترین المان و آبجکت، بسیار مفید می باشد. این یک خبر خوب برای کاربران موبایل به جهت مصرف ترافیک اینترنت روی گوشی است. سرعت بارگذاری یک صفحه روی گوشی های موبایل، با معیار کندی و سرعت بارگذاری صفحات، توسط موتورهای جستجو، ارزیابی و در نهایت رتبه بندی می شود.

کلام آخر : هاستینگ

در نهایت، انتخاب یک ارائه دهنده میزبانی سایت مناسب با دیتا سنترهای با سرعت بالا در مکان های کلیدی، در جهت کاهش تعداد نودهایی که یک بسته دیتا از آن عبور می کند، بسیار مهم است. به خاطر داشته باشید که نمی توان تأخیر را به طور کامل از بین برد، اما با افزایش ظرفیت منابع سخت افزاری سرورها از جمله پردازنده و حافظه، می توان تأثیر آنرا کاهش داد. در نظر داشته باشید که کاهش تأخیر به زیر ۲۵ هزارم ثانیه برای انسان قابل تشخیص نیست و این موضوع برای بیشتر نیازهای امروزی ما کافی است.

سرور های ارائه شده ایده طلایی در خارج پینگی در حدود ۹۰ تا ۱۰۰ را دارند و سرور های داخلی نیز پینگی حدود ۳۰ تا ۵۰ دارند.
همینطور قابل نشان است که بسیاری از سایت های مهم در ایران هیچ دیتاسنتری ندارند و با استفاده از پردازنده های قوی و سرویس های CDN و کلاسترینگ توانسته اند نتایج عالی در هرنقطه از جهان را ارائه دهند.
برای مثال سایت شرکت گوگل، اینستاگرام و برنامه تلگرام در ایران هیچ سروری ندارند و پینگی بالای ۱۰۰ دارند اما استفاده برای کاربران به هیچ عنوان تحت الشعاع قرار نمی گیرد، بنابر این نیازی به محدود کردن خود به سرور هایی ایران ندارید.

خرید سرور اختصاصی

خرید سرور مجازی

برگرفته از [westhost.com]

گردآوری توسط ایده طلایی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *