Пропускна спроможність — або, точніше, пропускна здатність мережі, оскільки ми будемо говорити про неї — є мірою спроможності ланцюга транспортувати дані. Зазвичай він виражається в бітах на секунду і дає уявлення про кількість даних, які можуть бути передані за одиницю часу. Сьогодні ми розглянемо найкращі інструменти для вимірювання пропускної здатності. Комусь із вас може бути цікаво, навіщо комусь потрібен такий інструмент. Зрештою, чи не є пропускна здатність ланцюга зі швидкістю 100 Мбіт/с 100 Мбіт/с? Ну, не завжди, тому для його вимірювання потрібні інструменти.
Ми почнемо наше дослідження з поглибленого розгляду пропускної здатності. Ми розповімо, що це таке, а що ні. Потім ми спробуємо вирішити поширену плутанину між пропускною здатністю та пропускною здатністю. Вони споріднені, але не однакові. Далі ми поговоримо про фактори, що негативно впливають на пропускну здатність. Наступним нашим завданням буде переконатися, що всі знають одну сторінку щодо біт і байтів і що ми всі розуміємо, що насправді означають показники пропускної здатності. Оскільки все це позаду, ми розглянемо деякі з найкращих інструментів для вимірювання пропускної спроможності, які ми могли знайти, а потім коротко обговоримо конкретні інструменти, які використовуються для вимірювання пропускної спроможності Інтернету.
Що таке пропускна здатність?
Згідно з Вікіпедією, «пропускна здатність — це максимальна швидкість виробництва або максимальна швидкість, з якою щось може бути оброблено». Однак це трохи загальне, і нас насправді цікавить пропускна здатність мережі. Отже, посилаючись на популярну онлайн-енциклопедію, у контексті телекомунікацій вона далі визначається як «швидкість успішної доставки повідомлень по каналу зв’язку». Ми наближаємося до нашої мети – визначення пропускної здатності.
У термінах комп’ютерних мереж під пропускною здатністю зазвичай розуміється максимальна потужність ланцюга або каналу для переміщення даних. Його значення виражається в бітах на секунду (bps), часто з використанням множників, таких як кілограм, мега або гіга. Пропускна здатність – це те, за що ви часто платите. Наприклад, ви очікуєте, що інтерфейс локальної мережі 100 Мбіт/с матиме пропускну здатність 100 Мбіт/с. Аналогічно, якщо у вас є підключення до Інтернету зі швидкістю 20 Мбіт/с, ви очікуєте, що його пропускна здатність становитиме 20 Мбіт/с.
Точне визначення пропускної здатності не зовсім ясне, але для цілей нашого обговорення ми припустимо, що це справжня міра спроможності мережевого ланцюга переносити дані. Простіше кажучи, це максимальна досяжна пропускна здатність схеми. Якщо ми порівняємо ланцюг з шосе – як ми часто робимо – пропускна здатність – це кількість автомобілів, які він може перевозити за годину.
Чи однакові пропускна здатність і пропускна здатність?
Отже, враховуючи нашу спробу визначення пропускної здатності, ви можете зробити висновок, що пропускна здатність і пропускна здатність — це одне й те саме. І якщо ми подивимося на визначення пропускної здатності мережі та пропускної здатності мережі, ви побачите багато подібності. Насправді, визначення пропускної здатності однієї особи може бути визначенням пропускної здатності іншої, і це може створювати враження, що терміни слабо взаємозамінні.
Ми не думаємо, що вони взаємозамінні. Але насправді те, що ми думаємо, не має значення. Або, принаймні, для вас це не має особливого значення. Важливо, щоб ми домовилися про те, як буде називатися те, що буде в цій статті. Отже, до кінця нашого обговорення ми називатимемо пропускну здатність МАКСИМАЛЬНОЮ ємністю передачі даних ланцюга, а пропускну здатність будемо називати ТЕКУЮЧою швидкістю даних, яку передає схема. Таким чином, виміряна пропускна здатність ланцюга з пропускною здатністю 100 Мбіт/с може становити лише 1 Мбіт/с. Насправді він може бути нульовим.
Фактори, що впливають на пропускну здатність
Отже, якщо пропускна здатність є максимальною пропускною здатністю схеми, вона не повинна змінюватися, чи не так? Ну, насправді це різниться. Насправді важливо розрізняти максимальну і фактичну пропускну здатність. Давайте пояснимо. Ми візьмемо як приклад пропускну здатність шляху даних між сервером в одному центрі обробки даних і іншим сервером в іншому центрі обробки даних. Очевидно, у нас буде спокуса повірити, що пропускна здатність шляху буде пропускною здатністю сегмента шляху з найменшою пропускною здатністю. Але хоча це правда, що він ніколи не буде вищим за це, він може бути нижчим. Кожен пристрій між джерелом і призначенням може додавати деякі затримки, які, у свою чергу, негативно вплинуть на пропускну здатність.
Надмірне використання мережі та перевантаження, що виникає внаслідок цього, також можуть вплинути на пропускну здатність. Якщо ми повернемося до аналогії з шосе, ми всі знаємо, що інтенсивне шосе йде набагато повільніше, ніж з невеликим рухом. Те ж саме стосується перевантажених мереж.
Не плутайте біти та байти
Знання максимальної пропускної здатності ланцюга або шляху до місця призначення має дозволити обчислити, скільки часу знадобиться для передачі файлу заданого розміру. Але ви повинні бути обережні, щоб яблука та апельсини вийшли прямо.
Пропускна здатність зазвичай вимірюється в бітах на секунду (bps), кілобітах на секунду (kbps), мегабітах на секунду (Mbps) і гігабітах на секунду (Gbps). І існує деяка плутанина щодо того, що означають префікси кіло, мега та гіга. За стандартом СІ ці префікси вказують на множення на 1000 (кілограм), 1 000 000 (мега) і 1 000 000 000 (гіга).
Що стосується розмірів файлів, то вони зазвичай вимірюються в байтах, кілобайтах, мегабайтах і гігабайтах, де байт становить вісім біт. У наш час префікси кіло, мега та гіга мають однакові стандартні значення SI, які відповідають стандартам Міжнародної електротехнічної комісії (IEC) 1998 року. Однак багато хто досі використовує старі двійкові угоди, які визначають кілобайт як 1 024 байти. Отже, розмір файлу 1 мегабайт становить 1 024 × 1 024 (або 1 048 579) байт, а 1 гігабайт – 1 024 × 1 024 × 1 024 (або 1 073 741 824) байт.
Тут важливо зазначити, що різниця між гігабайтом SI та двойковим гігабайтом старої школи становить майже 74 мегабайти. Отже, намагаючись обчислити час, необхідний для передачі будь-якої кількості даних, ви повинні знати, чи використовують розмір файлу та показники пропускної здатності SI чи двійкові префікси.
Зрозумійте свої цифри
Нерідко люди скорочують загальновживані вирази. Наприклад, ми часто називатимемо файл розміром 64 кілобайти файлом розміром 64 кілобайти або будемо називати файл розміром 100 мегабайт файлом розміром 100 мегабайт. Ми також часто робимо те ж саме, коли говоримо про пропускну здатність ланцюга. Отже, ми будемо називати ланцюг 256 кілобіт на секунду ланцюгом 256 k або ланцюгом 2 Мбіт/с як ланцюгом 2 мегабайта. Звичайно, це означає, що ви повинні бути обережними під час обчислення часу передачі, оскільки розмір файлу вимірюється в байтах, а пропускна здатність схеми вимірюється в бітах.
Якщо взяти, наприклад, файл розміром 64 k. Насправді це 64 × 1024 (якщо ми використовуємо двійкові множники) × 8 біт, що становить 524 288 біт. Аналогічно, 64-к ланцюг буде передавати біти зі швидкістю 64 × 1000 або 64 000 біт/с. Таким чином, кількість часу, необхідного для передачі файлу розміром 64 k по ланцюгу 64 k, становитиме щонайменше 524 288/64 000 або 8,192 секунди. Багато людей помилково припускають, що «k» завжди однаковий, і роблять висновок, що файлу розміром 64 k потрібно 1 секунду для передачі по ланцюгу 64 k.
Найкращі інструменти для вимірювання пропускної здатності
Серед усіх доступних інструментів для моніторингу та вимірювання продуктивності мережі деякі з них призначені для вимірювання пропускної здатності. Це інструменти, які ми збираємося розглянути. Наведені нижче інструменти використовують різні методи для вимірювання пропускної здатності. Деякі будуть використовувати протоколи аналізу, такі як SNMP або NetFlow, а інші виконуватимуть стрес-тести.
1. Пакет аналізатора пропускної здатності мережі SolarWinds (БЕЗКОШТОВНА ПРОБНА ОПЕРАЦІЯ)
SolarWinds завоювала солідну репутацію, створивши одні з найкращих інструментів моніторингу мережі. Американська компанія також відома багатьма безкоштовними інструментами, які відповідають конкретним потребам мережевих адміністраторів, як-от сервер TFTP або калькулятор підмережі.
Компанія також має рішення для аналізу пропускної здатності в пакеті Network Bandwidth Analyzer Pack. Однак це не окремий продукт, а скоріше доповнення або до SolarWinds Network Performance Monitor, одного з найкращих інструментів моніторингу SNMP, або до SolarWinds NetFlow Traffic Analyzer, відмінного збирача та аналізатора NetFlow.
Отже, давайте подивимося, що може запропонувати пакет Network Bandwidth Analyzer. Продукт пропонує комплексний аналіз пропускної здатності мережі та моніторинг продуктивності. Таким чином, він буде відстежувати та аналізувати продуктивність і пропускну здатність мережі. Це також допоможе знайти несправності мережі та відстежувати доступність і продуктивність пристроїв, а також збирати дані про потік для вимірювання пропускної здатності.
Програмне забезпечення також може допомогти вам визначити користувачів і програми, які перевантажують пропускну здатність, визначити, які користувачі, програми або мережеві протоколи використовують найбільшу пропускну здатність, перевірити політики пріоритетності мережевого трафіку та виміряти ефективність політик QoS.
Пакет пропускної здатності мережі SolarWinds ліцензується на основі найбільшої кількості вузлів, інтерфейсів або томів. Ви повинні зв’язатися з SolarWinds, щоб отримати ціну. Оскільки це доповнення до NPM або NTA, вам також доведеться врахувати вартість одного з них. Якщо ви бажаєте спробувати продукт перед покупкою, доступна безкоштовна пробна версія.
2. Iperf3
Серію інструментів iperf можна використовувати для визначення максимальної пропускної здатності IP-мереж. Він має різні параметри, які можна налаштувати, пов’язані з часом, протоколами та буферами, що дозволяє налаштувати роботу відповідно до ваших потреб. Для кожного тесту, iperf3 повідомляє виміряну пропускну здатність, втрати та інші параметри.
Iperf3 пропонує багато покращень у порівнянні з попередніми версіями, і тепер він включає в себе ряд функцій, які можна знайти в інших інструментах, таких як nuttcp і netperf. Ці корисні функції були відсутні в попередньому iperf. Наприклад, ця версія має режим нульового копіювання та додатковий вихід JSON. Зверніть увагу, що iperf3 несумісний із вихідним iperf.
Iperf3 в основному розроблений ESnet / Національною лабораторією Лоуренса Берклі. Він випущений під ліцензією BSD з трьома пунктами. В основному розроблені на CentOS Linux, FreeBSD та OS X, це єдині офіційно підтримувані платформи. Проте були деякі повідомлення про успіх із OpenBSD, Android та іншими дистрибутивами Linux.
Зверніть увагу, що попередня версія iperf, iperf2, все ще активно розробляється іншою організацією. Однак, якщо вам потрібна найкраща функціональність, вам слід використовувати iperf3, який можна завантажити з нього Домашня сторінка GitHub.
3. Перевірка швидкості локальної мережі TotuSoft
Незважаючи на свою назву, Тест швидкості локальної мережі не лише тестуватиме локальні мережі. Він був розроблений з нуля як простий, але потужний інструмент для вимірювання швидкості передачі файлів, жорсткого диска, USB-накопичувача та локальної мережі. Інструмент працює, обчислюючи час, необхідний для переміщення відомої кількості даних. Якщо вибрати місцевий жорсткий диск або USB-накопичувач як місце призначення, він вимірює пропускну здатність цього пристрою. З іншого боку, якщо ви виберете віддалене місце зберігання, воно буде вимірювати пропускну здатність мережі.
Тест швидкості локальної мережі створює тестовий файл у пам’яті, а потім передає його в обидва боки (без негативних наслідків кешування файлів Windows/Mac), відстежуючи час, необхідний для завершення передачі. Потім він виконає всі розрахунки за вас.
Також є можливість передати файл на віддалений комп’ютер, на якому запущено сервер тестування швидкості локальної мережі. Це може бути корисно, оскільки воно перевіряє, що ви вимірюєте насправді пропускну здатність локальної мережі і що будь-яка затримка в підсистемі зберігання віддаленого хоста ігнорується. Як і інструмент перевірки швидкості локальної мережі, сервер тесту швидкості локальної мережі зберігатиме отримані дані в пам’яті, а не на диску.
Тест швидкості локальної мережі доступний у безкоштовній версії зі зниженими функціями або в платній версії, починаючи з 10 доларів США за одну ліцензію зі знижками на обсяги для кількох копій.
4. NetStress
NetStress це інструмент, який спеціалізується на вимірюванні пропускної здатності в бездротових мережах. Це двокомпонентний інструмент із клієнтом і сервером, який ефективно вимірює пропускну здатність між ними. Тому його можна використовувати і для дротових мереж.
Рекомендовано використовувати цей інструмент, щоб спершу використовувати його для встановлення еталону продуктивності мережі. Потім, коли повідомляється про проблеми і ви підозрюєте, що продуктивність погіршилася, ви запускаєте його знову та порівнюєте результати з контрольним тестом. Це повідомить вам, чи дійсно є проблема з пропускною здатністю, і вкаже кроки, необхідні для її вирішення. Насправді в цьому і полягає спеціалізація інструменту на бездротовій мережі.
NetStress наповнений функціями. По-перше, є лише один інструмент, який може бути або сервером, або клієнтом. Він також підтримуватиме передачу даних як TCP, так і UDP із змінним розміром сегмента, а також підтримуватиме кілька потоків даних. Він також має кілька розширених параметрів, які можна налаштувати на свій смак. Наприклад, ви можете вибрати одиниці відображення в бітах або байтах на секунду.
Netstress можна безкоштовно завантажити з nutsaboutnets.comвеб-сайт його видавця.
5. Тест пропускної здатності TamoSoft
The Тест пропускної здатності TamoSoft це єдиний інструмент у нашому списку, який рекламується як інструмент тестування пропускної здатності. Це безкоштовний інструмент. Це означає, що, хоча він доступний безкоштовно, він не є відкритим вихідним кодом. Інструмент працює, безперервно надсилаючи потоки даних TCP та UDP у вашій мережі та обчислюючи важливі показники. Він, наприклад, обчислюватиме значення пропускної спроможності вгорі та вниз по потоку, втрати пакетів та час обертання. Програмне забезпечення відображає результати як у числовому, так і в діаграмному форматі.
Тест пропускної здатності TamoSoft підтримує з’єднання IPv4 і IPv6 і дозволяє користувачеві оцінити продуктивність мережі залежно від налаштувань якості обслуговування (QoS). Як і кілька інших інструментів у нашому списку, це інструмент із двох компонентів із сервером і клієнтом.
Ось як працюють інструменти: клієнтська частина підключається до серверної, яка прослуховує з’єднання. Після встановлення з’єднання клієнт і сервер обмінюються даними в обох напрямках, а клієнтська частина програми потім обчислює та відображає показники мережі. Це досить просто, але воно відмінно вимірює фактичну пропускну здатність.
Тест пропускної здатності TamoSoft є безкоштовним, і TamoSoft також пропонує повноцінне рішення для аналізу продуктивності WLAN, яке називається TamoGraph Site Survey.
6. IxChariot
Останній у нашому списку IxChariot від Ixia, філії програмного забезпечення Keysight, виробника одного з найвідоміших у світі обладнання для тестування електроніки. IxChariot насправді є набагато більше, ніж просто інструмент для вимірювання пропускної здатності, це повне рішення для аналізу мережі з незліченними розширеними функціями. Він буде вимірювати пропускну здатність — інакше його не було б у цьому списку, — але він буде робити набагато більше.
Ось деякі з ключових характеристик продукту. Це дозволить вам миттєво оцінити продуктивність мережі, включаючи продуктивність бездротової мережі та геолокацію. Його продуктивні кінцеві точки працюватимуть на мобільних пристроях, ПК, Mac або в будь-якому гіпервізоре чи хмарному сервісі та дозволять централізоване керування будь-якою платформою. Програмне забезпечення забезпечує повну емуляцію програми та основні показники продуктивності, включаючи пропускну здатність, втрату пакетів, тремтіння, затримку, MOS та відео OTT, як-от Netflix або YouTube.
Це продукт найвищого рівня, який має високу ціну, яку можна отримати, лише запитавши офіційну пропозицію. І хоча безкоштовна пробна версія недоступна, безкоштовна онлайн-демонстрація є.
Про тестування пропускної здатності Інтернету
Перш ніж закінчити наше обговорення, ми хотіли б поговорити про ще один популярний тип інструменту для вимірювання пропускної здатності мережі. Це інструменти для перевірки швидкості Інтернету. Ці інструменти дозволять вам досить точно виміряти максимальну пропускну здатність завантаження та завантаження, яку ви отримуєте від свого постачальника послуг Інтернету.
Існує кілька таких інструментів і Speedtest від Ookla ймовірно, один з найпопулярніших. Він використовується для понад десяти мільйонів унікальних тестів щодня. З моменту заснування в 2006 році загалом за допомогою Speedtest було проведено понад 20 мільярдів тестів. Те, що керує компанією, — це прагнення «забезпечити прозорість у роботі мереж».
Speedtest наразі доступний як веб-інструмент за адресою Speedtest.net і як окремі програми, які можна завантажити та встановити на iOS, Android, OS X, Windows, Google Chrome та Apple TV.
Існують інші подібні інструменти, які ви також можете використовувати для цієї мети. Більшість великих інтернет-провайдерів мають один, яким можуть користуватися їхні клієнти. Однак я б тримався подалі від них і зазвичай віддав би перевагу стороннім інструментам через його неупереджений підхід.