Jitter vs. Latency

Vilkårene ' ryste ' og ' reaktionstid ” er to udtryk, der normalt nævnes i forbindelse med problemer med voice over IP (VoIP) – også kaldet IP-telefoni – netværk og sjældent varsler gode nyheder. Administratorer af sådanne netværk skal holde øje med begge problemer og derefter løse dem så hurtigt som muligt. I denne artikel vil vi se, hvordan man gør det.

Den optimale netværkskonfiguration

Et netværks effektivitet måles ved dets evne til at transportere datapakker inden for fem effektivitetsparametre:

• Tid – kortest mulig tid
• Levering – ingen tab eller tab af pakker
• Sikkerhed – levering af ikke-manipulerede pakker
• Skalerbarhed – et netværks evner til at følge med væksten
• Nå – dens evne til at dække alle de enheder, den er beregnet til, uanset dens placering

Hvis der er to ting, der kan påvirke alle disse parametre negativt, ville de være det jitter og latens .

Hvad er jitter og latency?

Den enkleste forklaring på jitter ville være forsinkelser i den gennemsnitlige tidsforskel mellem sekvenser af datapakker .

Jitter, mere detaljeret, er variationen i forsinkelsestiderne for datapakker, der modtages. Hvis vi skulle overveje et ideelt netværksmiljø, sendes pakkerne med et jævnt fordelt interval. De krydser derefter netværket og når deres destination intakt, i den rigtige rækkefølge og i samme jævne intervaller.

Men når netværket har problemer som overbelastning, fejlkonfiguration eller fejlagtig kødannelse, bliver dette konstante interval sat ud af synkronisering, hvilket resulterer i ustabile pakketransmissioner, der får dem til at ankomme i uregelmæssige bursts. Den gennemsnitlige forsinkelsestid mellem disse pakkers ankomster er kendt som 'jitter'.

Når sekvensen af ​​pakker transmitteres med et regelmæssigt interval, vil den gennemsnitlige tid forblive konstant, hvilket betyder, at der er mindre jitter. Men når tiden bliver ved med at stige og falde, vil det skabe en forstyrrelse i den glatte strøm af data og information, der forårsager netværksjitter.

Jitter kan også defineres som ' differentieringen inden for latensen (eller forsinkelsen) mellem hver datapakke “. Et jitter på mere end 20 ms vil forårsage forsinkelser i pakkeankomster hvilket igen vil resultere i forsinkelser i din lyd- eller videokommunikation.

Nu på den anden side og i lægmandssprog , latency er den tid, det tager en datapakke at nå den tilsigtede vært eller enhed . Denne tid måles ved det 'ekko', der sendes tilbage fra destinationen - eller eventuelle broenheder imellem - som bekræfter, at pakken faktisk er kommet igennem, og at værtsenheden er klar til den næste batch af pakker.

Denne frem-og-tilbage-kommunikation er kritisk i et TCP/IP-netværksmiljø, hvor oprindelsesenheder altid venter på bekræftelser, før de sender de efterfølgende datapakker.

Hvert 'hop', som en pakke foretager, når den passerer gennem et netværk, øger denne latenstid. Hvis latensen er højere end 150 ms, forårsager det unaturlige pauser i lyd- eller videokommunikation . I et videoopkald skaber høj latenstid en forskel mellem lyden og videoen. Hvis denne ventetid fortsætter med at stige, kan det i sidste ende resultere i lange perioder uden lyd eller video – indtil opkaldet er helt afbrudt.

Ifølge Cisco , de standarder, der skal overholdes for en optimal netværksydelse, er:

• Maksimal One-Way ('mund-til-øre') forsinkelse : 150 ms
• Maksimal tur-retur forsinkelse : 300 ms
• Maksimal jitter : 30 ms

Som vi kan se, begge disse spørgsmål er indbyrdes relaterede – hvilket betyder, at det ene kan forårsage det andet: nervøse pakker kan forårsage forsinkelser, også kaldet latency , i leveringstiderne, da de tilstopper buffere undervejs.

På den anden side den sene levering af pakker mellem netværksenheder, eller 'latency', kan forsinke transmissionen af ​​pakker fra deres bufferkøer, hvilket kan resultere i jitter .

Og alt dette fører os til konklusionen at den ideelle løsning for et 'glat' netværk ville være at slippe af med – eller i det mindste minimere – begge jitter og latens .

Relateret indlæg: Hvad er netværksjitter?

Årsager til jitter og latens

Før vi overhovedet kan overveje at tackle jitter og latency, bliver vi nødt til at vide, hvad der forårsager dem. Her er et par af grundene:

• Ældre eller underpræsterende hardware – måske er dine routere og switche simpelthen ødelagte eller inkompatible med dit netværksmiljø eller de opgaver, de forventes at udføre
• Interferens fra genstande – vægge kan forringe dit WIFI-signal, selv forbipasserende biler eller fly, der flyver for tæt på, kan udsende EMF, der kan forstyrre dine udsendelser; glem ikke, at selv vejret kan blive en hindring på overskyede dage
• Afstand mellem enheder – afstanden mellem en enhed fra en WIFI-router, eller afstanden en router er fra den næste tilsluttede enhed, bestemmer ydeevnehastigheden og latenstiden for de pakker, der skal bruge netværksforbindelsen; jo større afstand, jo større er chancen for jitter og latens
• Fejlkonfiguration – dårligt konfigureret software og hardware kan forårsage datapakkekollisioner eller udsendelser inden for et undernet, som igen vil bremse kommunikationen
• Afgrundsdyb internetforbindelse – hvis din virksomhed har en dårlig forbindelse til internettet, eller du simpelthen ikke har investeret i den nødvendige mængde båndbredde, så vil du, uanset hvad du gør, stadig opleve jitter og latency; din båndbredde skal komfortabelt imødekomme din virksomheds tilslutningskrav

For at stoppe eller reducere jitter og latency skal vi fokusere på overvågning af netværk, optimering af hardwareaktiver og proaktivt sikre, at konfigurationen af ​​softwareløsninger til enhver tid er korrekt.

Hvordan måler du jitter og latency?

Den nemmeste måde at måle jitter på er ved at PING-ing en fjernenhed med et antal pakker – sige 20 til 50 – og så beregning af den gennemsnitlige tidsforskel mellem hver svarpakkesekvens .

Hvis vi f.eks. skulle pinge 192.1xx.xxx.240 (dette er et eksempel på en ekstern enheds IP-adresse) med 20 pakker, ville kommandoen være ' ping –n 20 192.1xx.xxx.240 ”.

Dine resultater ville se sådan ud:

Når det er gjort, kan vi kopiere tiderne ind i et regneark og beregne gennemsnittet af forskellen mellem tiderne med beregner den absolutte værdi af forskellen mellem millisekunderne fra den før den :

t₀

.

.

.

| (t_x+1 – t_x ) | (hvor x = rækkenummer af ping)

I vores eksempel ovenfor er jitteren kun 1,7 ms - en meget lille mængde, er vi stolte over at kunne sige. Selvfølgelig, denne test skal udføres regelmæssigt for at se, om der er nogen variable, der kan få det til at stige. Gode ​​eksempler kunne være trafik i spidsbelastningstider på kontoret eller udrulningskampagner for it-pakker. Også en del af netværket fungerer muligvis ikke så godt som en anden, så test over undernet vil også være påkrævet, især i større virksomhedsnetværk .

Bemærk : nogle hop kan returnere en stjerne (“*”) eller to – dette er OK, hvis den endelige destination er nået. Den målrettede enhed kunne simpelthen have ignoreret ping-anmodningen på grund af sikkerhed eller prioritering for Kvalitet af service ( QoS ) grunde. Men hvis stjernerne fortsætter, indtil antallet af ping er blevet itereret igennem, betyder det, at værten ikke kunne nås.

Dernæst kan vi bruge TRACERT eller TRACEROUTE (afhængigt af dit operativsystem) for at måle den tid, det tager for en pakke at nå sin destination. Hvis der er forsinkelser , kan det antages at der er latency på netværket.

Men før vi kan se, hvordan man bruger TRACERT, bliver vi nødt til at se, hvordan det virker.

Når kommandoen er blevet kørt, udsender den pakker og venter på et svar fra hver netværkstilslutningsenhed - normalt en router eller switch, men også fra internetudbyderen og større netværkstjenesteudbydere - undervejs, indtil den når destinationsværten.

TRACERT udsender tre pakker til hver af disse enheder i en række hop og registrerer den Rundrejse tid ( RTT ). Dette hjælper med at måle den tid, det tog hver pakke at komme til og fra enhederne. Og det er disse sæt af tre pakker, vi bruger til at måle RTT'ens gennemsnitlige tider for at finde ud af, om der er ventetid på en netværksforbindelse.

Når vi har RTT-tabellen for hele ruten, kan vi tage gennemsnittet af hvert hop. Hvis der er forholdsvis stor forskel på to eller flere, hoppes det er en indikation af latens i kommunikationen mellem de to enheder .

Nogle diagnoseeksempler som du kan bruge til at forstå, hvad dit netværk fortæller dig under forskellige scenarier ( S _x ) inkluderer:

S ₁ = Høje RTT'er i begyndelsen af humlen indikerer, at der er problemer inden for LAN

S _to = Høje RTT'er ved og mod slutningen angive, at der er forbindelsesproblemer i eller tæt på destinationsværten

S ₃ = Høje RTT'er i midten af ​​humlen, som fortsætter med at forblive høje indtil slutningen er blot en indikation af et langsomt netværk – og bør tackles i overensstemmelse hermed

S ₄ = En stjerne ('*') betyder ikke nødvendigvis, at enheden er offline ; det kan simpelthen betyde, at det er optaget af at behandle andre anmodninger med højere prioritet, er blevet konfigureret til at ignorere TRACERT-anmodninger eller din IP-adresse er blevet blokeret – hvilket også skal håndteres i overensstemmelse hermed

Som vi har set, kan disse to værktøjer alene give dig rig feedback om dit netværks aktuelle jitter og latenssituation.

Hvor slemme er virkningerne, som jitter og latency har på et netværk?

Der er mange effekter, som jitter og latency har på et netværk, og dermed en virksomheds præstation. Her er nogle eksempler:

Dårlig kommunikation

Netværk med latens og jitter kan være en reel hindring for en virksomheds kommunikationsydelse. Dette gælder især i tilfælde, hvor datapakkerne, der transporteres, skal ankomme intakte, for at den transmitterede information overhovedet giver mening.

Sagen i hånden er VoIP. Der er ikke noget mere irriterende end haltende taleopkald og overlappende samtaler. I værste fald bliver samtalen fuldstændig forståelig og kan endda ende med et afbrudt opkald.

Dette er normalt forårsaget af jitter, som sender pakker ud af rækkefølge.

Timeouts

Nogle applikationer poller en forbindelse eller destinationsvært i et begrænset tidsrum, før forbindelsen afbrydes og advarer om, at der er en 'timeout'.

Hvis disse timeouts opstår, når missionskritiske applikationer forsøger at oprette forbindelse til en server, for eksempel, kan det betyde økonomisk katastrofe for virksomheder, der er afhængige af deres kunders onlinetransaktioner.

Netværksflaskehalse

Vi har set, at jitter kan forårsage latency og omvendt.

Pakker, der transmitteres med uregelmæssige intervaller, skaber jitter på grund af bufferne i forbindelseshardwaren, der fyldes op, mens de venter på, at alle data kommer frem. Dette sænker trafikken for pakker, der ikke engang har brug for buffering, og forårsager generel forsinkelse, dvs. latency.

Lad os nu gå videre til måder at tackle jitter og latens på.

Flere metoder og værktøjer til at forhindre jitter og latency

Et af de bedste råd, nogen kan give dig om at reducere latens, og især jitter, på et netværk ville være: ' Prioriter trafikken på dit netværk ”.

Vi taler selvfølgelig om implementering af QoS på dit netværk. Dette ville sikre, at pakker med høj prioritet - som dine VoIP-data - bliver tildelt eller tagget med højere transmissionsrettigheder. Dette gør det muligt for disse pakker at blive transmitteret og dermed leveret først.

Der er også værktøjer til at holde styr på, fejlfinde og løse problemer med jitter og/eller latency. Vi har set:

• PING – dette er den gode gammeldags måde at teste, hvor lang tid det tager for en pakke at nå sin destination; dette er derfor det mest grundlæggende (og enkle) værktøj til at teste for latenstid
• TRACERT eller TRACEROUTE – her har vi en anden gammel mand, der altid har været til at spore den vej, pakker skulle tage for at nå deres destination; dette gør det til det bedste (og enkleste) valg til at teste for årsager til jitter

Men hvor effektive disse to værktøjer end er, ville det ikke give mening at stole på kun de to, når du kører et bredt netværk med masser af aktiver på – det ville være en kedelig opgave.

Så lad os se på værktøjer og løsninger, der kan automatisere din administrative opgave, når det kommer til at bekæmpe jitter og latency.

Jitter buffere

I et VoIP-netværk, en jitterbuffer er midlertidig pakkelagring og buffer, som sidder mellem endepunkter . Den modtager pakker og holder dem i et bestemt tidsrum, før de lader dem gå videre til deres destination i deres korrekte sekvenser og med jævnt fordelte intervaller.

Der er to typer jitterbuffere:

• Statiske jitterbuffere – Disse er buffere, der er hardwareenheder, der kommer konfigureret af deres producenter.
• Dynamiske jitterbuffere – Her har vi jitter-buffere, der er implementeret i netværkssystemets software og er konfigureret af administratorer, der kan forme dem, så de passer til deres tilpassede behov.

Download administratorer

Latency kan være forårsaget af applikationer og systemer, der sætter båndbredde. På netværk, der har mange af disse typer applikationer, er det nødvendigt at sikre sig, at de alle deler båndbredden retfærdigt eller i det mindste bruger den i ikke-spidsbelastningstider.

En måde at gøre dette på er at installere download-managere som f.eks Download Accelerator , DownThemAll , eller Få Ret . Med disse løsninger i spil, deles netværksbåndbredden mellem downloads, og værktøjerne finder også spejlsider til hurtigere, effektive downloads.

Bemærk: før du vælger en downloadmanager, skal du sørge for, at den er sikker, og at den opfylder dit netværks specifikke krav i forhold til for eksempel de operativsystemer eller browsere, den er kompatibel med.

Brug færre humle

Ved enhver mulighed, et netværk skal konfigureres til at bygge bro mellem oprindelses- og destinationsværter ved at bruge de kortest mulige ruter . Dette kan resultere i at udelukke unødvendige hop og dermed reducere latens. Administratorer kan opnå dette ved at minimere antallet af gateways, der er inden for deres netværk.

Softwareløsninger til Jitter & Latency

Lad os endelig tage et kig på nogle tilgængelige netværksovervågningsløsninger, der kan give administratorer større indsigt i og kontrol over deres netværksdomæner:

1. SolarWinds VoIP & Network Quality Manager (GRATIS PRØVE)

Det VoIP & Network Quality Manager er et produkt, der kommer til os fra SolarWinds , en af ​​de største producenter af netværksstyringsløsninger i dag.

Nøglefunktioner:

• Specialiseret i taletrafik
• Nuværende og maksimal jitter
• Netværkskort
• WAN overvågning
• IP SLA sporing

Mens hele suiten tilbyder en robust løsning, er det Network Jitter Monitoring værktøj der hjælper med analyse af VoIP-trafik og måling af mængden af ​​jitter og latens, hvis nogen, ved at analysere datapakkestrømme, der krydser et netværk.

Administratorer kan forstå ydeevnen og kvaliteten af ​​deres VoIP-trafik, fordi Network Jitter Monitor måler forskellige aspekter som f.eks nuværende jitter og maksimal jitter niveauer. Nogen opkald, der har problemer, kan isoleres til yderligere analyse baseret på disse jitter-metrics samt almindelige fejlkoder.

Værktøjet giver også mulighed for vedligeholdelse af højkvalitets VoIP-kommunikation ved at analysere opkaldsregistreringsdetaljer fra populære mærker som f.eks. Cisco og Avaya . SolarWinds giver dig chancen for at prøve VoIP & Network Quality Manager på en gratis prøveperiode.

Fordele:

• Virksomhedsfokuseret løsning til VoIP-administration, meget detaljeret
• Kan nemt overvåge flere websteder og nøglekvalitetsmålinger fra et enkelt tilpasseligt dashboard
• Indeholder et netværkskort, der hjælper teams med at visualisere VoIP-problemer, fantastisk til fejlfinding af komplekse implementeringer
• Kan automatisk opdage VoIP-enheder, hvilket gør on-boarding til en enkel proces
• Understøtter SLA-overvågning, der måler pakketab, jitter, MOS og latency

Ulemper:

• Værktøjet er specielt designet til virksomhedsbrug, det vil tage tid at udforske alle funktioner og muligheder

VoIP & Network Quality Manager Download 30-dages GRATIS prøveversion

2. PRTG Network Monitor (GRATIS PRØVE)

Denne netværksovervågningsløsning fra Paessler er et af de førende værktøjer på markedet. PRTG netværksmonitor lader administratorer tage kontrol over deres netværk fra ende til ende og på tværs af hele infrastrukturen. Det er et nemt værktøj at bruge, og dets jitter- og latensovervågningsfunktioner vil helt sikkert hjælpe med at slippe af med disse to særlige problemer.

Dette er en overvågningsløsning til større netværk, som normalt er, hvor problemerne med jitter og latency er mere fremtrædende og bekymrende.

Nøglefunktioner:

• IP SLA sporing
• Kontinuerlig Ping
• QoS-målinger
• SNMP-baseret kortlægning

Når den er installeret værktøj begynder at overvåge for jitter og kan køre test for at finde eventuelle problemer med VoIP-trafik eller QoS-konfigurationer . Og skulle der være problemer, den udsender advarsler for hurtig handling .

PRTG'er QoS sensor ogdet er Avanceret PING sensor hjælper også med at overvåge latens. Det poller regelmæssigt og overvåger samtidig servere, routere og switches for at sikre, at de er oppe og køre, til at begynde med, og tjekker derefter for eventuel forsinkelse i deres kommunikation.

Fordele:

• Bruger SNMP, NetFlow og andre en række andre protokoller til at skabe det mest nøjagtige billede af netværks- og VoIP-trafik
• Leveres med forudkonfigurerede VoIP-sensorer
• Dashboardet kan tilpasses gennem en række widgets og føles intuitivt ud af boksen
• Understøtter en helt gratis version til op til 100 sensorer, hvilket gør dette til et godt valg for både små og store netværk
• Prisfastsættelse er baseret på sensorudnyttelse, hvilket gør dette til en fleksibel og skalerbar løsning for større netværk såvel som budgetbevidste organisationer

Ulemper:

• PRTG er en funktionsrig platform, der kræver tid til fuldt ud at lære alle de tilgængelige funktioner og muligheder

Prøv den ubegrænsede version af PRTG netværksmonitor på en gratis prøveperiode i 30 dage.

Paessler PRTG VoIP-overvågning Download 30-dages GRATIS prøveperiode

3. Multiprotokol netværkstester

Her har vi en open source netværkstestværktøj fra StarTrinity . Det er en bedragerisk lille applikation, der virkelig giver et overraskende slag, når det kommer til at male et komplet jitter- og latensbillede af et netværk.

Nøglefunktioner:

• Gratis at bruge
• Identificerer uregelmæssig transmission
• Simulerer trafik

Dette gratis værktøj hjælper overvåge forsinkelser i IP-pakker og hjælper med at finde årsagerne til jitter og latens . Det kan også bruges til forfalske angreb på netværket for at se, hvordan det holder i tilfælde af et faktisk angreb .

Administratorer kan køre test i længere tid for at finde de maksimale jittertider .

Fordele:

• Optager ikke bare jitter, det undersøger det
• Gør det muligt at teste systemer af genereret trafik
• Simuler uregelmæssig trafik

Ulemper:

• Ikke meget af en brugervejledning

Download StarTrinity Multiprotocol Network Tester til GRATIS . Den fås til Windows eller Linux .

Hold dit netværk fri for jitter og latency

Vi håber, at denne artikel var nyttig til at få dig til at identificere jitter og latens på et netværk. Vi håber også, at du nu vil være i stand til at befri din infrastruktur for de to problemer.

Ofte stillede spørgsmål om jitter og latency

Kan jitter være højere end latency?

Det er muligt, at jitter på en linje kan blive højere end latens. Dette skyldes, at jitter er et mål for afvigelse fra en standard leveringshastighed, og latency er den tid, det tager en pakke at komme fra kilde til destination. Så de måler faktisk to forskellige ting. Overvej dette scenarie. En afsender udsteder pakker med en normal hastighed og stopper derefter af en eller anden intern årsag med at sende pakker i et stykke tid og genoptager derefter transmissionen. Hvis denne pause er længere end den tid, det tager for en pakke at rejse ned i forbindelsen, vil afstanden mellem den sidste pakke før pausen og den første pakke ved genoptagelse være en længere periode end den tid, det tager for hver pakke at rejse. I dette tilfælde ville jitteren være forårsaget af et problem med den afsendende enhed snarere end på forbindelsen. En sådan forsinkelse kan også være forårsaget af, at en af ​​routerne på stien sætter på pause og genoptager driften.

Hvordan er jitter forskellig fra forsinkelse?

Udbredelsesforsinkelse er den tid, det tager for den første bit af en pakke at rejse fra kilde til destination; jitter er variationen i ankomsthastigheden af ​​datapakker. Så forsinkelse måler rejsetid og jitter måler pakkeankomstfrekvens.