Jitter sieciowy – częste przyczyny i najlepsze rozwiązania

5 czerwca, 2021admin

Pełny przewodnik po zrozumieniu, monitorowaniu i usuwaniu jittera sieciowego.

Globalna adopcja VoIP i wideo jako podstawowych rozwiązań komunikacyjnych jest dobrodziejstwem dla UCC. Jednak jednym z najczęstszych wyzwań jest słaba wydajność sieci, a jednym z winowajców jest jitter sieciowy, co oznacza, że płynna komunikacja staje się problematyczna.

Jitter znajduje się w tym samym przedziale komplikacji związanych z wydajnością sieci, co opóźnienia i utrata pakietów.

Ten kompleksowy przewodnik wyjaśni wszystko, co należy wiedzieć o jitterze w sieciach komputerowych.

Obejmiemy dogłębnie definicję jittera w sieci, sposoby monitorowania jittera w sieci oraz sposoby redukcji jittera w sieci.

Pobierz kopię PDF przewodnika Optymalizacja sieci

Co to jest jitter sieciowy?

Technicznie rzecz biorąc, jitter jest różnicą w opóźnieniu, czyli opóźnieniu pomiędzy momentem nadania sygnału a momentem jego odebrania. Wariancja ta jest mierzona w milisekundach (ms) i jest opisywana jako zaburzenie normalnej sekwencji wysyłania pakietów danych.

Technologia kryjąca się za jitterem

Pakiety danych

Definicja jittera w sieci sprowadza się do pakietów.

Pakietowa definicja jittera oznacza, że wszystkie dane, a właściwie wszystko, co robisz w Internecie, wiąże się z pakietami. Cały tekst, obrazy, audio lub wideo są przesyłane w pakietach przez daną ścieżkę sieciową. Podczas wysyłania i odbierania wiadomości e-mail, wyszukiwania informacji na stronach internetowych, przesyłania strumieniowego, grania lub robienia zakupów online, informacje cyfrowe są wysyłane, odbierane, „odkodowywane” i „ponownie składane”, gotowe do oglądania i słuchania. Sieci z komutacją pakietów umożliwiają wymianę wszystkich tych informacji.

Większość pakietów sieciowych jest podzielona na trzy części:

Nagłówek – nagłówek zawiera instrukcje dotyczące danych przenoszonych przez pakiet, takie jak:

Długość pakietu – niektóre sieci mają pakiety o stałej długości, podczas gdy inne polegają na nagłówku, aby zawrzeć te informacje.
Synchronizacja – aby pomóc pakietowi dostosować się do sieci.
Numer pakietu – identyfikuje, który pakiet w sekwencji.
Protokół – określa, jaki typ pakietu jest przesyłany, czy jest to e-mail, strona internetowa, strumień wideo.
Adres docelowy – dokąd pakiet zmierza
Adres początkowy – skąd pakiet przyszedł

Payload – są to rzeczywiste dane lub ciało, które jest dostarczane do miejsca przeznaczenia. Jeśli pakiet ma stałą długość, wtedy payload może być uzupełniony pustymi informacjami, aby nadać mu odpowiedni rozmiar.

Trailer – Trailer, czasami nazywany stopką, informuje urządzenie odbierające, że dotarło do końca pakietu. Może on również posiadać pewien rodzaj kontroli błędów. Najczęstszą metodą kontroli błędów stosowaną w pakietach jest cykliczna kontrola nadmiarowości (CRC).

Jitter VoIP

Technologia VoIP przekształca fragmenty głosu użytkownika w pakiety danych, które są przesyłane cyfrowo przez Internet. Jedną z najczęstszych przyczyn jittera w usługach VoIP jest brak priorytetyzacji pakietów. Jeśli pakiety głosowe nie mają priorytetu, to użytkownik końcowy najprawdopodobniej doświadczy jittera.

Masywna ilość informacji jest nieustannie przesyłana tam i z powrotem – miliony pakietów w każdej sekundzie – i wszystkie te dane obciążają zasoby sieciowe, często powodując opóźnienia. Opóźnienie może nie być tak widoczne podczas pobierania pliku lub wiadomości e-mail, ale kiedy Twój głos dociera w nieuporządkowanych pakietach, będzie brzmiał zniekształcony i pozbawiony sekwencji.

Przykłady jittera

Jitter stały – Jest to mniej więcej stały poziom zmienności opóźnienia między pakietami.

Transient jitter – Charakteryzuje się znacznym stopniowym opóźnieniem, które może być spowodowane przez pojedynczy pakiet.

Krótkoterminowa zmienność opóźnienia – Wzrost opóźnienia, który utrzymuje się przez pewną liczbę pakietów i może mu towarzyszyć wzrost zmienności opóźnienia między pakietami. Ten typ jittera jest zwykle spowodowany przeciążeniem i zmianami trasy.

Skutki jittera

Jitter pakietów może powodować migotanie monitorów, opóźnienia w transmisji danych i niską wydajność procesora.

Jitter w komunikacji VoIP może mieć poważny wpływ na jakość połączeń telefonicznych i wideokonferencji, powodując nawet „przerywanie” rozmów, ich zniekształcanie i utrudnianie zrozumienia.

W rezultacie wysoki jitter stanowi duży problem dla aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak cyfrowa komunikacja głosowa i wideo, a także transmisje strumieniowe i gry online.

Co to jest akceptowalny jitter sieciowy?

Niektóre aplikacje i usługi mają wyższy poziom tolerancji na jitter niż inne. Jaki jest więc akceptowalny jitter sieciowy?

Na przykład, jitter nie wpływa tak bardzo na wysyłanie e-maili, jak na rozmowy głosowe. Zależy to więc od tego, co jesteśmy w stanie zaakceptować jako nieregularności i wahania w transferze danych. Jednak słaba jakość audio i wideo prowadzi do złych doświadczeń użytkownika i może mieć wpływ na wyniki finansowe organizacji.

Wszystkie sieci doświadczają pewnej ilości opóźnień, szczególnie sieci rozległe. W idealnej sytuacji, w normalnie funkcjonującej sieci, pakiety przemieszczają się w równych odstępach czasu, z opóźnieniem 10 ms pomiędzy pakietami. Przy wysokim jitterze, opóźnienie to może wzrosnąć do 50ms, poważnie zakłócając odstępy czasowe i utrudniając komputerowi odbierającemu przetwarzanie danych.

Idealnie, jitter powinien być poniżej 30ms. Strata pakietów nie powinna być większa niż 1%, a opóźnienie sieci nie powinno przekraczać 150 ms w jedną stronę (300 ms w obie strony).

Co może powodować jitter w sieci?

Zarządzanie jitterem sieciowym sprowadza się do zrozumienia, co powoduje jitter w sieciach komputerowych. Regularne przeprowadzanie testów jittera może zmniejszyć jego występowanie w sieci.

Przeciążenie sieci – Niewystarczająca przepustowość jest częstym problemem. Sieci stają się przepełnione, gdy zbyt wiele aktywnych urządzeń zużywa pasmo.

Zła wydajność sprzętu – starsze sieci z przestarzałym sprzętem, w tym routery, kable lub przełączniki mogą być przyczyną jittera.

Jitter w sieci bezprzewodowej – jednym z minusów korzystania z sieci bezprzewodowej jest gorsza jakość połączenia sieciowego. Połączenia przewodowe pomogą zagwarantować, że systemy połączeń głosowych i wideo zapewnią użytkownikom wyższą jakość.

Niewdrożenie priorytetyzacji pakietów – W szczególności w przypadku systemów VoIP jitter występuje, gdy dane audio nie mają priorytetu przed innymi rodzajami ruchu.

Jakość usług (QoS) a jitter

QoS to technologia zarządzania ruchem danych w celu zmniejszenia jittera w sieci i zapobiegania lub ograniczania pogorszenia jakości. QoS kontroluje i zarządza zasobami sieciowymi poprzez ustalanie priorytetów, według których dane są przesyłane w sieci.

Istnieją narzędzia i techniki, które są często zawarte w umowie o poziomie usług sieciowych (SLA) organizacji, aby zagwarantować akceptowalny poziom wydajności.

Narzędzia QoS do rozwiązywania problemów z jitterem

Queuing – Umożliwia nadanie priorytetu lub uporządkowanie pakietów tak, aby pakiety wrażliwe na opóźnienia opuszczały kolejki szybciej niż pakiety niewrażliwe na opóźnienia.

Fragmentacja łącza i przeplatanie (LFI) – Routery nie uprzedzają pakietu, który jest aktualnie transmitowany, więc LFI redukuje rozmiary większych pakietów na mniejsze fragmenty przed ich wysłaniem.

Kompresja – Ładunek lub nagłówki mogą być skompresowane, a to zmniejsza ogólną liczbę bitów potrzebnych do przesłania danych. Wymaga to mniejszej przepustowości, co oznacza, że kolejki się kurczą, a to z kolei zmniejsza opóźnienia.

Kształtowanie ruchu – Sztuczne zwiększenie opóźnienia w celu zmniejszenia spadków wewnątrz sieci Frame Relay lub ATM.

Jak mierzy się opóźnienia w sieci?

Jeden punkt końcowy
Gdy sieć ma kontrolę tylko nad jednym z punktów końcowych (tzw. single-ended), jitter jest określany poprzez pomiar średniego czasu przejazdu (RTT) oraz minimalnego RTT serii pakietów głosowych.
Podwójny punkt końcowy
W ścieżce double-ended stosuje się pomiar jittera chwilowego, czyli różnicy między odstępami czasu między nadawaniem i odbieraniem pojedynczego pakietu. Jitter jest średnią różnicą między natychmiastowo zmierzonym jitterem a średnim natychmiastowym jitterem podczas transmisji serii pakietów danych.
Testowanie przepustowości

Wykonanie testu przepustowości może również określić poziom jittera. Test przepustowości pozwala ocenić szybkość wysyłania i pobierania danych przez połączenie internetowe, czasy jittera i ogólną przepustowość sieci.

Jak rozwiązać problemy z jitterem w sieci

Rozwiązanie problemów z jitterem w sieci może być trudne ze względu na jego nieprzewidywalność. Utrzymanie jittera na minimalnym poziomie zaczyna się od zapewnienia, że sieć jest początkowo prawidłowo skonfigurowana. Zapewnienie odpowiedniej jakości połączenia sieciowego, wystarczającej szerokości pasma i przewidywalnych opóźnień może pomóc zredukować jitter.

Buforowanie jittera – Punkty końcowe VoIP, takie jak telefony stacjonarne i urządzenia ATA, zwykle zawierają bufor jittera, który celowo opóźnia przychodzące pakiety danych. Bufor jitter zapewnia, że urządzenie odbierające może przechować określoną liczbę pakietów, a następnie ustawić je w odpowiedniej kolejności, tak aby odbiornik doświadczył minimalnych zniekształceń dźwięku.

Bufory jitter są jednym ze sposobów na rozwiązanie problemu jitteru i opóźnień w sieci, ale nie zawsze się sprawdzają. Jeśli bufor jitter jest zbyt mały, wówczas zbyt wiele pakietów może zostać odrzuconych, co oznacza złą jakość połączenia. Jeśli bufor jitter jest zbyt duży, wtedy dodatkowe opóźnienie może prowadzić do trudności w rozmowie.

Ponadto typowa konfiguracja bufora jitter ma rozmiar od 30ms do 50ms. Można zwiększyć rozmiar bufora do pewnego momentu, ale zazwyczaj są one efektywne tylko dla opóźnień mniejszych niż 100 ms.

Przeprowadź test przepustowości – Testy przepustowości wysyłają pliki przez sieć do określonego komputera, a następnie mierzą czas potrzebny na pobranie plików w miejscu docelowym. W ten sposób określana jest teoretyczna prędkość danych pomiędzy tymi dwoma punktami, mierzona w kilobitach na sekundę (Kbps) lub megabitach na sekundę (Mbps).

Testy przepustowości mogą się znacznie różnić. Czynnikami, które wpływają na testy mogą być: ruch internetowy, zakłócenia na liniach danych, rozmiary plików oraz obciążenie serwera w momencie przeprowadzania testów. Testy przepustowości powinny być przeprowadzane kilka razy, aby określić średnią przepustowość.

Ulepszenia od wewnątrz – Rozwiązanie problemów z jitterem w sieci VoIP może nie być tak trudne, jak myślisz.

Uaktualnij swój kabel ethernetowy – Przestarzałe kable i przełączniki mogą często powodować problemy z jitterem. Najnowsze kable są w stanie przesyłać dane z częstotliwością 250 MHz, w przeciwieństwie do 125 MHz, co potencjalnie rozwiązuje problem jitteru w sieci ethernet.

Sprawdź częstotliwość swojego urządzenia – Telefon VoIP, który działa na wyższej częstotliwości niż standardowe 2,4 GHz może powodować zakłócenia w sieci. Niektóre telefony działają na częstotliwościach nawet 5,8 GHz, co może potencjalnie nasilać zakłócenia jitter w sieci.

Zmniejsz niepotrzebne wykorzystanie pasma w godzinach pracy – Wykorzystywanie dużej ilości pasma do działań niezwiązanych z pracą, takich jak gry sieciowe lub strumieniowe przesyłanie treści wideo, może pogorszyć jitter

Zaplanuj aktualizacje poza godzinami pracy – Aktualizacje aplikacji i systemów operacyjnych powinny być przeprowadzane poza godzinami pracy, aby zwolnić przepustowość dla bardziej istotnych komunikacji.

Podsumowanie – definicja i przewodnik po jitterze sieciowym

Ten kompleksowy przewodnik został stworzony, aby zdefiniować, co oznacza pojęcie jittera sieciowego, oraz pomóc w identyfikacji, zrozumieniu i rozwiązaniu najczęstszych problemów związanych z jitterem w sieciach komputerowych.

Kluczowe wnioski są takie, że jitter sieciowy, utrata pakietów i opóźnienia sieciowe są głównymi przeszkodami stojącymi na drodze do czystej komunikacji i mogą mieć ogólny wpływ na wrażenia użytkowników. Aby uzyskać więcej informacji na temat komplikacji związanych z wydajnością sieci, pobierz nasze dodatkowe przewodniki na temat utraty pakietów i opóźnień:

’ What is Network Packet Loss? Kompletny przewodnik do zrozumienia, monitorowania i usuwania strat pakietów sieciowych.

’ Co to jest opóźnienie sieciowe? A Complete Guide to Understanding, Monitoring and Fixing Network Latency.

Prognosis UC Assessor jest rozwiązaniem opartym w 100% na oprogramowaniu, które może znaleźć i naprawić problemy przed migracją bez potrzeby stosowania sond sieciowych.

Zapewnij pozytywne doświadczenie użytkownika końcowego dzięki jednemu kliknięciu do rozwiązywania wszystkich problemów sieciowych wpływających na wydajność UC. Wdrożenie i rozpoczęcie pracy jest szybkie, generując spostrzeżenia w ciągu kilku minut od instalacji w wielu lokalizacjach w środowisku.