Підтримка ефективної роботи мережі є критично важливою, оскільки щодня через неї проходять величезні обсяги інформації.
Лише у 2020 році обсяг даних досяг 44 зетабайт. За даними Всесвітнього економічного форуму, це приблизно в 40 разів більше, ніж кількість зірок у видимому Всесвіті. І ця цифра, як очікується, буде зростати.
Це вражає, але це реальність. Тому забезпечення належної продуктивності вашої мережі є необхідністю для обробки зростаючого обсягу даних.
Головним питанням є те, що продуктивність мережі залежить від кількох ключових факторів, зокрема, затримки, часу до першого байта (TTFB), пропускної здатності та швидкості передачі даних.
Для того, щоб мережа працювала стабільно та ефективно, необхідно оптимізувати ці параметри. Крім того, це допоможе уникнути штрафних санкцій від провідних браузерів та пошукових систем.
Далі ми розглянемо ці терміни, а також методи їх оптимізації для досягнення високої продуктивності мережі.
Що таке затримка?
Затримка – це, по суті, запізнення.
У контексті мережі, затримка – це час, потрібний для того, щоб запит або дані дійшли від джерела до місця призначення. Це означає час, необхідний веб-додатку, щоб відповісти на запит користувача.
Ця затримка включає час, потрібний серверу для обробки запиту. Отже, затримка вимірюється як час зворотного шляху — загальний час, протягом якого запит обробляється різними пристроями, а потім отримується користувачем, де він декодується.
Невеликі затримки є бажаними, оскільки висока затримка негативно впливає на взаємодію з користувачем.
Як зрозуміти, що ваша мережа має високу затримку?
Деякі типові ознаки:
- Веб-сайт або програма завантажуються дуже довго.
- Доступ до серверів і веб-додатків стає повільним.
- Надсилання великих файлів, наприклад, електронних листів із вкладеннями, займає значний час.
Ці ознаки свідчать про високу затримку мережі.
Затримка мережі вимірюється в мілісекундах (мс). Повністю уникнути її неможливо, оскільки на зв’язок між мережами впливає багато чинників. Однак можна зменшити затримку, впровадивши певні методи, які будуть розглянуті нижче.
Перш ніж перейти до методів зменшення, давайте розберемося з причинами затримки мережі.
Які причини затримки?
- Відстань між користувачем, що робить запит, та сервером.
- Помилки сервера, наприклад, помилки 50X, можуть негативно впливати на продуктивність програм і перешкоджати відвідуванню вашого веб-сайту.
- Неправильна оптимізація бази даних сервера, яка може бути спричинена надмірним використанням баз даних, довгими полями, великими таблицями, некоректним застосуванням індексів і складними обчисленнями.
- Проблеми з апаратним забезпеченням, як-от маршрутизатори, точки доступу Wi-Fi, комутатори, пристрої безпеки, балансувальники навантаження, брандмауери, IPS тощо.
- Обмеження носіїв передачі, таких як бездротові з’єднання, оптоволоконні кабелі.
- Недостатня пам’ять може ускладнювати підтримку вимог до оперативної пам’яті, яку використовують програми, що негативно впливає на продуктивність системи.
- Проблеми на стороні користувача, як-от недостатня потужність процесора або пам’яті для швидкого отримання відповіді.
Як виміряти затримку?
Якщо ви використовуєте інструменти моніторингу мережі від таких компаній, як SolarWinds і Datadog, ви можете автоматично перевірити затримку мережі.
Але чи є ручний метод?
Так, є.
Відкрийте командний рядок у вашій операційній системі та введіть команду tracert, а потім адресу, до якої ви хочете зробити запит.
Після введення команди з’явиться список усіх маршрутизаторів у мережевому шляху до сайту. Також відобразиться час проходження в мілісекундах.
Додайте всі ці значення, щоб отримати загальну затримку вашої мережі.
Існують також специфічні методи вимірювання затримки:
Час до першого байта (TTFB)
Час, який минає від відправлення запиту з пристрою користувача до моменту отримання першого байта даних, називається часом до першого байта (TTFB). TTFB є важливим показником затримки мережі та швидкості відгуку сервера.
Час проходження туди й назад (RTT)
Загальний час, потрібний для того, щоб пакет даних пройшов від джерела до місця призначення та повернувся назад, називається часом проходження туди й назад (RTT). Це може дати точні результати, але може бути неточним, якщо пакети даних повертаються іншим шляхом.
Тест Ping
Системні адміністратори часто використовують тести ping для визначення часу, необхідного для того, щоб 32 байти досягли сервера, а також часу отримання відповіді. Ці методи можуть одночасно перевіряти різні сервери в мережі та звітувати про загальну затримку та продуктивність. Ви також можете використовувати онлайн-тести ping.
Як зменшити затримку мережі?
Оптимізація маршрутизації
Використовуйте інструменти оптимізації для ефективного усунення перевантаження у вашій мережі для покращення маршрутизації. Також можна використовувати підсилювачі або регенератори для збільшення швидкості мережі у випадку проблем із середовищем передачі.
Стиснення та кешування
Розподілені IP-адреси долають значні відстані, що збільшує час передачі. Використання периферійного сервера, розташованого ближче до кінцевих користувачів, зменшить час у дорозі та збільшить швидкість завантаження сторінок. Крім того, методи оптимізації зображень і стиснення файлів також зменшують обсяг пропускної здатності, необхідної для передачі великих обсягів даних.
Піринг
Піринг — це пряме з’єднання двох або більше мереж для обміну трафіком без оплати третім сторонам. Підтримуйте добре підключену мережу з різними шляхами через Інтернет.
Оптимізація мережевих протоколів
Дотримуйтеся нормативних стандартів, оптимізуючи мережеві протоколи для забезпечення сумісності та мінімальної затримки.
Використовуйте HTTP/2
HTTP/2 зменшує затримку сервера, мінімізуючи кількість двосторонніх з’єднань і паралелізуючи передачі. Забезпечте мінімальну кількість зовнішніх HTTP-запитів, включаючи зображення, файли JS і CSS.
Методи попереднього завантаження
Хоча це не обов’язково зменшить затримку мережі, це покращить продуктивність вашого веб-сайту з точки зору швидкості завантаження сторінки.
Час до першого байта (TTFB)
TTFB є індикатором швидкості відгуку сервера. Він допомагає визначити слабкі місця у процесі з’єднання. Визначивши, де виникають затримки, ви можете налаштувати свої служби для швидшої та надійнішої роботи. TTFB також впливає на SEO, отже, на вашу видимість в Інтернеті.
Які фактори впливають на TTFB?
На TTFB впливають три основні процеси:
Відправка запиту на сервер
Коли користувач робить запит, сервер отримує його залежно від таких факторів, як час пошуку DNS, швидкість мережі, відстань до сервера тощо. Це початок TTFB.
Обробка запиту
Після отримання запиту сервер повинен його обробити і згенерувати відповідь. Процес включає звернення до бази даних, зв’язок з іншими системами в мережі, виконання скриптів тощо.
Відповідь
Сервер надсилає згенеровану відповідь користувачеві. Це залежить від швидкості з’єднання як користувача, так і мережі підприємства.
TTFB вимірює час, коли користувач починає отримувати відповідь, починаючи з першого байта.
Як покращити TTFB?
Зменшити затримку
Затримка може виникати як на стороні сервера, так і на стороні користувача. Хоча ви не можете контролювати швидкість з’єднання користувачів, ви можете працювати над швидкістю свого сервера. Зменшіть навантаження на сервер, використовуючи CDN, які розміщують статичний вміст ближче до користувачів, що збільшує швидкість завантаження сторінки.
Швидке вирішення DNS
Перевірка DNS не повинна тривати більше 100 мілісекунд. Якщо це відбувається, розгляньте оптимізацію налаштувань DNS або зміну постачальника DNS.
Оновіть хостинг вашого сайту
TTFB понад 200 мс є неприйнятним. Можливо, ваш хостинг-провайдер є причиною повільного TTFB через перевантаження мережі та серверів. Обговоріть це з постачальником хостингу або оновіть свій план. Також можна перенести веб-сайт до іншого постачальника.
Покращте продуктивність бекенду
Неправильна нормалізація або індексування баз даних може сповільнювати час відповіді. Нормалізуйте та індексуйте бази даних для швидких запитів. Це дозволить базі даних швидко знаходити стовпці таблиці, не перевіряючи кожен з них.
Кешування на стороні сервера
Зменшіть навантаження на процесор і запити до бази даних, кешуючи часто використовувані файли та дані на сервері.
Зовнішній моніторинг
Якщо ви оптимізували свій TTFB, це чудово! Але зміни в оновленнях програмного забезпечення, апаратного забезпечення, оновлення сайту можуть збільшити TTFB. Тому використовуйте інструменти моніторингу продуктивності сайту, щоб швидко реагувати на погіршення.
Що таке пропускна здатність?
Пропускна здатність – це максимальна ємність мережі, включаючи розмір мережі та обчислювальну потужність сервера. Це міра кількості даних, які можна надіслати та отримати за певний час. Вимірюється в бітах за секунду, мегабітах за секунду або гігабітах за секунду.
Фактори, що впливають на пропускну здатність
Інтернет-з’єднання має певну максимальну пропускну здатність. Певні фактори можуть обмежувати пропускну здатність для конкретного пристрою, що призводить до сповільнення з’єднання. Ці фактори можуть виникати через особливості з’єднання або комп’ютера користувача.
Використання Інтернету
На пропускну здатність впливає кількість завдань, які ви виконуєте на своєму пристрої. Збільшення кількості одночасних завдань знижує швидкість. Тому варто серіалізувати свої завдання.
Вхідна та вихідна пропускна здатність
Дані, що йдуть з пристрою, є вихідними, а дані, що йдуть на пристрій, є вхідними. Зазвичай, інтернет-процеси більше наголошують на вхідній пропускній здатності. Отже, на пропускну спроможність впливає збільшення потреби у вихідному каналі під час передачі великих обсягів даних, відеочатів, віддаленого доступу, голосових IP-дзвінків тощо.
Фонове споживання
На пропускну здатність впливає кількість одночасних завантажень і вивантажень, що виконуються на пристрої.
Одне з’єднання, декілька користувачів
Збільшення кількості користувачів в одній мережі призводить до збільшення навантаження на сервер і сповільнення передачі даних.
Відстань до маршрутизатора
Пристрій, розташований ближче до маршрутизатора, матиме вищу пропускну здатність, ніж віддалений пристрій.
Як покращити пропускну здатність?
Використовуйте налаштування QoS
Налаштування якості обслуговування (QoS) допомагають мережам підтримувати важливі програми і керувати правилами трафіку, щоб надати пріоритет певним типам трафіку. Таким чином, важливі програми не конкурують за пропускну здатність.
Хмарні програми можуть допомогти
Перейдіть до хмари, щоб підвищити продуктивність мережі. Розподіліть трафік між приватними та публічними хмарними мережами, щоб зменшити навантаження на вашу мережу.
Усуньте несуттєвий трафік
Заблокуйте несуттєвий трафік, який не впливає на вашу продуктивність у робочий час, щоб пропускна здатність використовувалася лише для основних операцій.
Періодичні оновлення та резервне копіювання
Оновлення та резервне копіювання даних і програмного забезпечення є критично важливими для продуктивності та безпеки. Але ці процеси займають багато пропускної здатності мережі. Тому плануйте їх на неробочий час.
Що таке швидкість передачі даних?
Швидкість передачі даних – це міра обсягу даних, які можна передати від джерела до пункту призначення за певний період часу. Це кількість пакетів, які успішно надійшли до пункту призначення. Вимірюється в бітах за секунду або даних за секунду.
Фактори, що впливають на швидкість передачі даних
Обмеження середовища передачі
Пропускна здатність або теоретична швидкість передачі даних, пов’язана із середовищем передачі, обмежує швидкість передачі даних.
Наприклад, якщо пропускна здатність становить 100 Мбіт/с, вона не підніметься вище, незалежно від обставин. На практиці передається близько 95% даних.
Перевантаження мережі
У перевантаженій мережі швидкість передачі даних знизиться.
Затримка
Більша затримка у певній мережі негативно впливає на швидкість передачі даних.
Робота протоколу
Протокол, який переносить і доставляє пакети даних у мережі, також може впливати на швидкість передачі даних.
Втрата пакетів або помилки
Помилки та втрата пакетів можуть вплинути на швидкість передачі даних, оскільки ці пакети потрібно повторно передати, що ще більше зменшує пропускну здатність. Причиною цього можуть бути атаки на безпеку, пошкоджені пристрої тощо.
Для вимірювання швидкості передачі даних можна використовувати інструменти, як SolarWinds, iPerf, Pingb.
Як покращити швидкість передачі даних?
Мінімізуйте затримку
Спробуйте мінімізувати затримку мережі, оскільки вона суттєво впливає на продуктивність мережі та призводить до поганої взаємодії з користувачем. Ви можете скористатися допомогою з розділів вище.
Усунення вузьких місць мережі
Усуньте вузькі місця в мережі, оновивши маршрутизатори, зменшивши загальну кількість вузлів. Це зменшить затори для кращої швидкості передачі даних.
Слідкуйте за програмами, що споживають багато пропускної здатності
Надмірне використання з’єднання призводить до зменшення швидкості передачі даних. Закривайте програми, які використовують занадто багато пропускної здатності, якщо вони не потрібні.
Перезавантажте мережу
Регулярно перезавантажуйте мережеві системи, такі як модем і маршрутизатори. Це допоможе їм знову працювати з максимальною продуктивністю.
Перевірте ваше обладнання
Не дозволяйте несправному обладнанню впливати на швидкість передачі даних. Перевірте мережеве обладнання на наявність невідповідностей.
Зв’яжіться зі своїм провайдером
Якщо у вас все в порядку, але швидкість передачі даних залишається низькою, зверніться до свого інтернет-провайдера. Можливо, проблема на їхньому боці.
Висновок
Сподіваємося, ви отримали чітке розуміння затримки, TTFB, пропускної здатності та швидкості передачі даних. Застосовуйте поради та рекомендації, щоб підвищити продуктивність вашої мережі. Залишайтеся адміністратором своєї мережі.