Przepustowość to jeden z tych terminów technicznych, które zostały przejęte przez szerokie grono profesjonalistów. Na przykład: „W tej chwili nie mam przepustowości, żeby zająć się kolejnym projektem”. Tłumaczenie: Jestem zbyt zajęty.
Oczywiście, jeśli powiesz specjaliście IT, że nie masz wystarczającej przepustowości, najpierw może pomyśleć o czymś innym: Co jest nie tak z siecią?
Przepustowość sieci to niewidoczny bohater organizacji cyfrowej – czyli praktycznie każdej organizacji. Mówiąc najprościej, przepustowość jest miarą ilości danych, które mogą przesłać się przez połączenie sieciowe w określonym czasie, na przykład w ciągu jednej sekundy. W czasach, gdy dane traktuje się jak złoto, przepustowość sieci ma zatem kluczowe znaczenie dla zapewnienia przepływu danych wtedy i tam, gdzie są potrzebne.
W tym artykule przyjrzymy się bliżej przepustowości sieci – temu, czym naprawdę jest, oraz – co najważniejsze – jak ją poprawić, jeśli zajdzie taka potrzeba.
Czym jest przepustowość sieci?
Najpierw ustalmy konkretną definicję przepustowości sieci, którą będziemy się posługiwać. Oto definicja autorstwa Dereka Ashmore’a, głównego specjalisty ds. transformacji aplikacji w firmie Asperitas:
„Przepustowość sieci to maksymalna ilość danych, które można przesłać przez połączenie sieciowe w określonym czasie” – mówi Ashmore.
Ashmore zauważa, że przepustowość zazwyczaj mierzy się w bitach lub bajtach. (Dla przypomnienia: bajt składa się z bitów).
Mając prostą definicję, nawet osoby nietechniczne mogą z łatwością zrozumieć, dlaczego przepustowość jest ważna: jeśli nie masz jej wystarczająco dużo, Twoje aplikacje i użytkownicy prawdopodobnie nie będą mogli działać optymalnie w erze cyfrowej. To niedobrze.
Poprosiłem Ashmore’a o podzielenie się praktycznymi wskazówkami dotyczącymi poprawy przepustowości sieci. Przejdźmy od razu do rzeczy.
Jak poprawić przepustowość sieci
W powyższej definicji przepustowości autorstwa Ashmore’a znajduje się kluczowe słowo: maksymalna. Innymi słowy, przepustowość sieci można postrzegać jako potencjał.
W tym sensie poprawa przepustowości – maksymalnej ilości danych, które mogłyby zostać przesłane przez połączenie sieciowe w określonym czasie – jest właściwie dość prosta. Wystarczy być gotowym zapłacić za więcej. W języku specjalistów IT określa się to czasem mianem „kupowania większej rury”.
Jednak Ashmore zwraca uwagę, że modernizacja łączności to tylko część poprawy ogólnej wydajności sieci. Powiązana, lecz odmienna miara – przepustowość transmisji sieciowej – określa rzeczywistą ilość danych przesyłanych przez połączenie sieciowe w określonym czasie. (Przepustowość transmisji jest zwykle mierzona w bitach na sekundę).
Przepustowość sieci jest podstawowym składnikiem przepustowości transmisji sieciowej – ta druga nie może na początek przekroczyć tej pierwszej – ale Ashmore zwraca uwagę, że jest tylko jednym z elementów. Co więcej, zwiększenie przepustowości nie poprawia automatycznie przepustowości transmisji.
Kiedy więc mówimy o poprawie przepustowości sieci, tak naprawdę mamy na myśli poprawę przepustowości transmisji sieciowej – rzeczywistej ilości danych, z którymi sieć może skutecznie sobie poradzić.
Ashmore przedstawił pięcioetapowe ramy działania, które pozwalają to osiągnąć.
Have an account? Log In
Krok 1: Identyfikacja wąskich gardeł przepustowości
Pierwszym krokiem w poprawie przepustowości sieci i przepustowości transmisji jest zidentyfikowanie wszelkich problemów obniżających szybkość i wydajność. W końcu nie można rozwiązać problemów, o których istnieniu się nie wie.
W tym przypadku kluczowe znaczenie ma wdrożenie skutecznych praktyk monitorowania sieci i narzędzi. (Monitorowanie wykorzystania przepustowości jest również ważnym wskaźnikiem monitorowania sieci). Ashmore zaleca monitorowanie, a następnie ograniczanie takich wąskich gardeł jak:
- Przeciążone routery i przełączniki.
- Opóźnienia wynikające z dużych odległości lub nieefektywnych tras.
- Ograniczenia i przeciążenia kart sieciowych (NIC)
- Serwery o niewystarczającej mocy. (Ashmore zauważa, że nie jest to właściwie ograniczenie sieci jako takie).
- Nieprawidłowo skonfigurowane ustawienia sieci.
- Przeciążone urządzenia zabezpieczające, takie jak zapory sieciowe.
- Nadmierny ruch rozgłoszeniowy lub multiemisji zalewający sieć.
Na przykład organizacja produkcyjna może wykryć opóźnienia między scentralizowaną siecią a krytyczną aplikacją znajdującą się na odległym oddziale produkcyjnym. Zbliżenie połączenia sieciowego (a potencjalnie także innych elementów infrastruktury, takich jak moc obliczeniowa i pamięć masowa) do tej aplikacji może zmniejszyć opóźnienia i poprawić przepustowość transmisji. (To jeden z powodów, dla których architektury przetwarzania brzegowego zyskały na popularności).
Krok 2: Modernizacja sprzętu i oprogramowania sieciowego
Podobnie jak większość innych form informatyki, sieć w podstawowym zakresie opiera się na sprzęcie, który umożliwia jej działanie. Nawet zwirtualizowana sieć, zarządzana w dużej mierze za pomocą oprogramowania, nadal potrzebuje przełączników, routerów, modułów równoważenia obciążenia i innej infrastruktury.
Gdy ten sprzęt się starzeje, mogą pojawić się problemy z wydajnością. (Ta sama zasada ma szerokie zastosowanie w przypadku oprogramowania, zwłaszcza jeśli nie jest ono już regularnie aktualizowane ani modernizowane).
„Można zwiększyć przepustowość sieci, modernizując połączenie sieciowe i sprzęt sieciowy” — mówi Ashmore.
Jeśli chodzi o samo połączenie, może to oznaczać modernizację — zakup większego łącza — aby zwiększyć maksymalną potencjalną przepustowość.
Ashmore wskazuje również na technologię agregacji łączy jako kolejną strategię. W tym podejściu łączy się wiele połączeń sieciowych w jedno logiczne połączenie sieciowe. Zwiększa to dostępną przepustowość dla innych punktów końcowych w sieci, a także poprawia tolerancję na awarie i odporność, ponieważ w przypadku awarii połączenia można automatycznie przełączyć się na inne łącze w grupie.
Krok 3: Zmniejsz odległość
Opóźnienia są zmorą administratorów sieci i użytkowników na całym świecie, dlatego zasługują na osobny krok, mimo że wspomnieliśmy o nich już w kroku pierwszym.
Podstawowa zasada jest następująca: należy utrzymywać żądanie sieciowe i odpowiedź sieciową możliwie blisko siebie, aby zminimalizować opóźnienia. Ashmore zauważa, że szkodliwy wpływ opóźnień na przepustowość sieci jest głównym powodem powszechnego stosowania sieci dostarczania treści (CDNs), takich jak Akamai czy Cloudflare.
„Nie można zmienić prędkości światła, ale można zmienić odległość między żądającym a odpowiadającym” — mówi Ashmore.
Oto przykład:
„Mogę mieć przepustowość 10 Gbps między użytkownikiem w Chicago a witryną, z której pobiera dane” — mówi Ashmore. „Jeśli ta witryna znajduje się w aglomeracji Chicago, mogę uzyskać przepustowość 6–8 Gbps przez to połączenie, ale prawdopodobnie uzyskam mniej niż 1 Gbps, jeśli witryna, z której pobierane są dane, znajduje się w Indiach lub Australii”.
Należy maksymalnie zmniejszyć fizyczną odległość między żądaniem a odpowiedzią.
Krok 4: Rozważ użycie dedykowanego połączenia
Jeśli jeszcze tego nie robisz, Ashmore zaleca użycie dedykowanego połączenia — czyli fizycznego łącza używanego wyłącznie przez Twoją organizację — między siecią a dostawcą usług internetowych lub dostawcą chmury, zamiast połączenia przez wirtualną sieć prywatną (VPN).
VPN to przydatne technologie, które zyskały popularność ze względów kosztowych, bezpieczeństwa i innych powodów. Jednak dedykowane połączenie prawdopodobnie przewyższy je pod względem przepustowości i innych parametrów.
„Nawet jeśli połączenie VPN ma taką samą przepustowość jak połączenie dedykowane, połączenie dedykowane będzie stale osiągać lepsze wyniki” — mówi Ashmore. Wskazuje trzy typowe przyczyny takiego stanu rzeczy:
- Połączenia VPN są zazwyczaj współdzielonymi połączeniami sieciowymi, co oznacza, że w praktyce konkurujesz o przepustowość z innymi użytkownikami.
- Dedykowane połączenia mają lepsze ścieżki routingu sieciowego.
- Dedykowane połączenia charakteryzują się mniejszym drżeniem sieciowym, które zasadniczo oznacza niepożądane różnice w czasie nadejścia pakietów. Minimalizacja drżenia poprawia przepustowość sieci.
Krok 5: Ogranicz (lub podziel na segmenty) inny ruch w swojej sieci
Stara analogia porównująca sieć IT do autostrady nadal się sprawdza: to droga zaprojektowana z myślą o jeździe z większą prędkością, ale jeśli wszyscy chcą podróżować w tym samym czasie, nadal będą powstawać korki.
To samo dotyczy przepustowości i wydajności sieci: zbyt wielu użytkowników (lub żądań) jednocześnie może spowolnić działanie.
„Inni użytkownicy połączenia sieciowego mogą znacząco wpływać na ogólną wydajność sieci” — mówi Ashmore.
Utworzenie różnych połączeń sieciowych dla odrębnych grup użytkowników jest jednym z rozwiązań. Oto dobry podstawowy przykład: oddzielić wewnętrzny dostęp do sieci dla pracowników i ich aplikacji biznesowych od zewnętrznego dostępu do internetu dla klientów i aplikacji przeznaczonych dla klientów.
„Dzięki temu pracownicy wykonujący zadania wymagające dużych zasobów sieciowych (takie jak intensywne pobieranie danych) nie wpływają na klientów [i odwrotnie]” — mówi Ashmore.
Narzędzia pomocne w tym zadaniu
Jeśli chodzi o poprawę przepustowości sieci, odpowiednie narzędzia mogą mieć ogromne znaczenie. Oprogramowanie do monitorowania sieci stanowi pierwszą linię obrony przed wąskimi gardłami wydajności. Narzędzia te zapewniają wgląd w wykorzystanie przepustowości w czasie rzeczywistym, umożliwiając śledzenie i analizowanie wzorców ruchu sieciowego, wskazywanie wąskich gardeł oraz szybkie identyfikowanie urządzeń lub połączeń o niewystarczającej wydajności.
Narzędzia takie jak SolarWinds, PRTG i Nagios pomagają monitorować kondycję sieci, ostrzegają o krytycznych problemach, takich jak przeciążone routery lub wysokie opóźnienia, oraz dostarczają danych potrzebnych do optymalizacji alokacji przepustowości. Te informacje mają kluczowe znaczenie dla proaktywnego zarządzania wydajnością sieci, zanim drobne problemy przerodzą się w poważne zakłócenia.
Oprócz monitorowania narzędzia wspierające optymalizację sieci — takie jak oprogramowanie do kształtowania ruchu lub rozwiązania do optymalizacji sieci WAN — mogą pomóc zwiększyć przepustowość. Na przykład połączenie ustawień jakości usług (QoS) i agregacji łączy może nadawać priorytet krytycznemu ruchowi oraz łączyć wiele ścieżek sieciowych, aby zwiększyć dostępną przepustowość dla aplikacji wymagających dużych zasobów. W środowiskach o dużych opóźnieniach wdrożenie narzędzi takich jak CDN (sieci dostarczania treści) lub zastosowanie technik, takich jak kompresja danych, może zmniejszyć wpływ odległości na szybkość transmisji danych.
Narzędzia te zapewniają możliwie najbardziej efektywne działanie sieci, pomagając wycisnąć każdy element wydajności z posiadanej infrastruktury.
More Articles
5 dodatkowych wskazówek dotyczących przepustowości sieci (i błędów, których należy unikać)
Na koniec Ashmore podzielił się zestawem wskazówek dotyczących tego, co „należy” i czego „nie należy” robić, o których warto pamiętać podczas zwiększania przepustowości sieci i optymalizowania przepływności.
1. Zrozum swoje potrzeby w zakresie przepustowości. Podobnie jak w przypadku innych wymagań obliczeniowych, całkiem łatwo jest nadmiernie lub niewystarczająco przydzielić zasoby. Każda ze skrajności jest problematyczna i może prowadzić do niepotrzebnych kosztów, gorszej wydajności i niezawodności oraz innych problemów.
„Unikaj niedoszacowania potrzeb w zakresie przepustowości, ale nie zawyżaj ich również” — mówi Ashmore. „Miej plan dotyczący sposobu rozbudowy obecnej konfiguracji sieci”.
2. Zrozum, jak należy kierować ruchem. Architektura sieci stanowi podstawę optymalnej wydajności, dlatego poświęć czas na dokładne zrozumienie jej układu oraz obciążeń, jakie użytkownicy i aplikacje będą nakładać na sieć.
3. Projektuj z myślą o nadmiarowości i przełączaniu awaryjnym. Możesz kupić łącze o największej możliwej przepustowości, ale nie będzie to miało znaczenia, jeśli połączenia będą regularnie zawodzić. Niektóre z opisanych wyżej strategii, takie jak korzystanie z dedykowanego połączenia, mogą pomóc zapewnić wysoką dostępność i odporność sieci w razie wystąpienia awarii.
„Użytkownicy oczekują 100% dostępności sieci” — mówi Ashmore.
4. Bliżej zawsze znaczy lepiej. Bliskość ma znaczenie — często bardzo duże — dla wydajności (i jej złego bliźniaka, czyli opóźnienia). Jak zauważył wyżej Ashmore, należy utrzymywać żądającego i odpowiadającego możliwie blisko siebie.
5. Projektuj z uwzględnieniem bezpieczeństwa. Pamiętaj, że cyberprzestępcy również lubią przepustowość i przepływność. Oznacza to konieczność przeanalizowania, a następnie ścisłego monitorowania, przychodzącego ruchu sieciowego (lub napływu) i wychodzącego ruchu sieciowego (odpływu) do internetu, potencjalnych wąskich gardeł (takich jak zapory sieciowe) oraz sposobu wdrożenia segmentacji sieci.
Końcowe przemyślenia
Sieć jest dziś podstawą praktycznie każdej organizacji. Zapewnienie optymalnej przepustowości sieci — i optymalnej przepływności sieci — jest konieczne, aby zagwarantować nie tylko dostępność krytycznych aplikacji, lecz także ich wysoką wydajność. Nie uznawaj tego za rzecz oczywistą.
Zapisz się do newslettera The CTO Club, aby otrzymywać więcej wiadomości branżowych i informacji o dyskusjach.
