Kesesakan rangkaian: punca, pengesanan dan penyelesaian

Informatec Digital » Sumber » Kesesakan rangkaian: punca, pengesanan dan penyelesaian

Dalam mana-mana perniagaan yang berkaitan, daripada pejabat kecil hinggalah syarikat besar, Kesesakan rangkaian adalah salah satu daripadanya masalah senyap yang membuang masa, produktiviti dan kesabaranSemuanya nampak baik-baik sahaja: penyedia menjanjikan 1 Gbps, Wi-Fi "berfungsi dengan baik", dan peralatannya tidaklah terlalu lama. Walau bagaimanapun, muat turun mengambil masa yang lama, fail yang dikongsi lambat dibuka, dan panggilan video terputus-putus.

Itu biasanya merupakan petanda bahawa, pada satu ketika di sepanjang jalan, Rangkaian ini lebih sempit daripada keperluan trafik anda.Sama seperti di lebuh raya yang menyempit kepada satu lorong, data terpaksa "berbaris." Dalam artikel ini, kita akan melihat dengan lebih dekat apakah kesesakan rangkaian, dari mana ia datang, cara mengesannya dengan data objektif dan apa yang anda boleh lakukan untuk menghapuskannya atau, sekurang-kurangnya, memastikannya berada di bawah kawalan profesional.

Apakah sebenarnya kesesakan rangkaian?

Apabila kita bercakap tentang kesesakan rangkaian, kita merujuk kepada mana-mana titik dalam infrastruktur yang mengehadkan prestasi seluruh sistemIa adalah pautan paling lemah dalam rantaian: tidak kira sama ada anda mempunyai suis 10G, pelayan berkuasa atau gentian simetri jika satu segmen rangkaian tidak mampu memproses semua trafik yang diterimanya.

Bayangkan rangkaian anda ialah rangkaian jalan raya: Peranti tersebut ialah kereta, kabel dan suis ialah trek, dan lebar jalur ialah bilangan lorong yang tersedia.Jika bahagian utama jalan raya hanya mempunyai satu lorong dan semua lalu lintas perlu melaluinya, kesesakan lalu lintas akan berlaku walaupun jalan-jalan lain adalah lebuh raya yang besar. Itulah sebenarnya yang berlaku dalam rangkaian apabila port, pautan atau peranti mencapai kapasitinya.

Kesesakan boleh muncul di banyak tempat yang berbeza: dalam sambungan internet, dalam pautan trunk antara suis, dalam pelayan NAS yang tidak berfungsi, atau dalam mesin maya yang bersaiz kurang baikPerkara penting untuk difahami ialah keseluruhan sistem akan bertindak sepantas komponen paling perlahan yang ada dalam laluan hujung ke hujungnya.

Punca-punca biasa kesesakan dalam rangkaian perniagaan

Kebanyakan masalah prestasi rangkaian yang dialami oleh perniagaan berulang kali. Mengenal pasti corak-corak ini membantu anda mendiagnosis lebih awal dan melabur dengan tepat di tempat yang diperlukan., tanpa berselindung atau membelanjakan wang untuk perkakasan yang tidak menyelesaikan apa-apa.

Salah satu punca yang paling biasa ialah lebar jalur yang tidak mencukupi pada pautan utama atau talian utamaContohnya, pertimbangkan satu kabel Gigabit yang membekalkan suis yang disambungkan kepada berpuluh-puluh pengguna. Semasa penggunaan puncak, port 1 Gbps itu dikongsi antara mereka semua, dan walaupun setiap stesen kerja boleh merundingkan 1 Gbps dengan suisnya, dalam praktiknya mereka bersaing untuk lebar jalur yang sama.

Satu lagi sebab biasa ialah peralatan rangkaian yang ketinggalan zaman atau kurang berprestasi: penghala rumah Beroperasi dalam persekitaran pejabat, suis tanpa kapasiti pensuisan yang mencukupi atau titik akses Wi-Fi yang tidak mengendalikan banyak klien serentak dengan baik. Walaupun kelajuan teori port ialah 1 Gbps, elektronik dalamannya boleh menjadi penghalang.

Kita juga tidak seharusnya melupakan konfigurasi yang salah atau kurang dioptimumkanVLAN yang dirancang dengan buruk, QoS yang tidak diselaraskan, pokok rentang yang salah konfigurasi, pautan yang tidak diagregatkan apabila sepatutnya… Semua ini boleh menyebabkan gelung, beratur berlebihan atau penggunaan lebar jalur yang tersedia secara tidak cekap, mewujudkan rasa rangkaian yang perlahan tanpa sebab yang jelas.

Dalam banyak syarikat, masalah utama juga timbul: penggunaan aplikasi atau perkhidmatan yang tidak terkawal yang memakan sumber rangkaianSandaran penuh semasa waktu puncak, penyegerakan besar-besaran, pengguna memuat turun kandungan berat atau panggilan video HD serentak boleh menjejaskan pautan dengan mudah jika tiada dasar atau perancangan kualiti perkhidmatan.

Jika kita bercakap tentang rangkaian tanpa wayar, gangguan dan batasan yang wujud pada Wi-Fi Ia menambahkan satu lagi lapisan kerumitan. Isyarat daripada rangkaian lain, dinding tebal, peranti yang diletakkan dengan tidak betul atau saluran tepu boleh mengurangkan lebar jalur yang boleh digunakan secara drastik, mewujudkan kesesakan yang tidak ada kena mengena dengan kelajuan internet yang dikontrak.

Kes klasik: menghubungkan dua tingkat dengan kabel Gigabit tunggal

Satu senario yang sangat biasa di pejabat adalah seperti berikut: suis utama (A) di tingkat bawah, disambungkan ke penghala Internet, dan suis kedua (B) di tingkat lain yang disambungkan oleh kabel Ethernet CAT6 tunggalDi tingkat dua itu, 10, 15 atau lebih pengguna boleh bekerja, semuanya disambungkan ke suis B.

Secara teorinya, setiap stesen kerja tersebut mempunyai port Gigabit ke suis, tetapi Semua trafik daripada pengguna tersebut ke Internet atau ke pelayan yang disambungkan ke suis A melalui pautan 1 Gbps tunggal antara A dan B. Jika 17 orang membuka dan menyimpan fail besar dalam SharePoint, membuat sandaran atau membuat panggilan video, pautan tersebut menjadi kesesakan yang sangat nyata.

Dalam praktiknya, apa yang berlaku ialah Daya pemprosesan berkesan yang boleh dinikmati oleh setiap pengguna berkurangan apabila keserentakan meningkat.Dalam waktu tenang, rangkaian "terbang", tetapi apabila semua orang bekerja pada masa yang sama fail besar (contohnya, fail Excel yang lebih besar daripada 30 MB disimpan di awan atau pada pelayan setempat), rasa perlahan dan menunggu meningkat dengan ketara.

Jika kedua-dua suis mempunyai port gentian optik (SFP/SFP+)Penyelesaian yang lebih profesional adalah dengan menggunakan port tersebut sebagai pautan tulang belakang. Dengan beralih daripada 1 Gbps melalui kuprum kepada 10 Gbps melalui gentian, kesesakan beralih: pautan bukan lagi masalah, dan trafik mempunyai lebih banyak ruang.

Pendekatan ini adalah sama seperti ketika "melompat" dari rangkaian 1G ke infrastruktur campuran 1G/10G: Anda boleh mengekalkan pengguna akhir pada kelajuan 1 Gbps, tetapi trunk, pautan ke pelayan kritikal dan tatasusunan storan anda perlu dipindahkan ke 10G untuk mengelakkan kesesakan.Ia merupakan cara yang cekap untuk melabur: teras rangkaian dipertingkatkan tanpa perlu menukar semua kad rangkaian dalam peralatan pengguna.

Rangkaian hibrid 1G/10G dan kesesakan utama ketika membuat lonjakan

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, semakin banyak syarikat yang berhijrah ke Rangkaian 10 Gigabit untuk pelayan, storan dan komunikasi dalaman anda yang paling mencabarPerubahan ini bukan sekadar trend sementara: ia mengurangkan kependaman, mempercepat pemindahan dan membolehkan perkhidmatan kritikal (virtualisasi, sandaran, aplikasi perniagaan) beroperasi tanpa dipaksa ke hadnya.

Masalahnya timbul apabila peralihan dilakukan sebahagian atau secara spontan. Jika anda menyambungkan persekitaran 10G ke rangkaian 1G lama anda melalui satu port Gigabit, anda telah mewujudkan kesesakan besar di titik persimpangan.Sepuluh atau lima belas pengguna, setiap seorang dengan NIC 1G, terpaksa berkongsi Gbps tunggal itu untuk berhubung dengan pelayan 10G atau NAS ultra pantas.

Penyelesaian yang munasabah melibatkan penggunaan Suis hibrid yang menawarkan port RJ45 1G bersama-sama dengan port SFP+ 10GDengan cara ini, pelayan NAS, hos virtualisasi atau pelayan fail bersambung terus ke 10G, manakala stesen kerja pengguna kekal pada 1G, tetapi dengan tulang belakang dalaman berkapasiti tinggi yang menghalang jumlah akses mereka daripada memenuhi teras rangkaian.

Dalam bangunan yang direka bentuk dengan baik, Pelayan dengan pautan 10G mampu melayani semua pengguna secara serentak pada kelajuan hampir 80-100 MB/s setiap stesenDengan syarat storan dan pemproses mencukupi. Kesesakan bukan lagi rangkaian tetapi, jika ada, pelayan itu sendiri atau sistem cakera.

Keterlihatan rangkaian: tanpa data anda akan buta

Selain perkakasan, salah satu cabaran terbesar bagi pentadbir ialah untuk mengetahui apa yang sebenarnya berlaku di dalam rangkaianInfrastruktur semasa biasanya sangat besar, tersebar di beberapa lokasi, dengan peranti daripada pengeluar yang berbeza, persekitaran hibrid dengan mesin fizikal dan maya, serta pertumbuhan berterusan perkhidmatan baharu.

Dalam rangkaian sederhana atau besar, Mencapai keterlihatan sepenuhnya merupakan satu cabaran disebabkan oleh jumlah dan kerumitan yang tinggiTerdapat banyak peranti, banyak antara muka, pautan antara tapak, terowong VPN, pengimbang beban dan perkhidmatan awan. Tidak cukup hanya melihat penghala utama: anda perlu memahami tingkah laku keseluruhan ekosistem untuk menentukan di mana trafik menjadi tersekat.

Apabila kita juga bercakap tentang seni bina teragih, dengan pejabat di bandar atau negara yang berbezaMasalahnya berlipat ganda. Setiap lokasi mungkin mempunyai pautan akses, penyedia dan perantinya sendiri. Menyelaras pemantauan untuk mempunyai pandangan prestasi yang seragam adalah kunci untuk mengelakkan daripada tersesat dalam butiran dan dapat bertindak balas dengan cepat terhadap kesesakan jauh.

Heterogeniti juga menjejaskan kita: rangkaian hibrid dengan pelayan tempatan, mesin maya, kontena dan perkhidmatan awan Ini menyukarkan untuk menentukan punca sebenar ketepuan. Satu VM mungkin terlalu besar, satu lagi mungkin kekurangan sumber yang mencukupi, dan hos fizikal mungkin baik-baik sahaja manakala VM mengalami CPU, RAM atau lebar jalur yang diperuntukkan tidak mencukupi.

Skalabiliti menambah satu lagi lapisan kesukaran. Rangkaian sentiasa berkembang: lebih ramai pengguna, lebih banyak aplikasi SaaS, lebih banyak peranti IoT, lebih banyak lokasiApa yang berjaya semalam mungkin akan gagal dalam beberapa bulan jika penggunaan sumber tidak dipantau dan pengembangan tidak dirancang terlebih dahulu. Sentiasa beroperasi "pada had" adalah resipi untuk kesesakan muncul tanpa diduga pada masa yang paling teruk.

Selain itu, dalam banyak organisasi, Peranti daripada pelbagai pengeluar dengan konsol pengurusan yang berbeza digunakanTanpa penyelesaian pemantauan yang menyatukan semua maklumat ke dalam satu paparan, sangat mudah untuk terlepas pandang pautan tepu, port yang rosak atau peranti yang telah lama memberi amaran kesesakan.

Bagaimana keterlihatan membantu mengelakkan kesesakan

Apabila anda tidak mempunyai keterlihatan sebenar ke dalam rangkaian anda, Awak memadamkan api secara membuta tuli.Pengguna mengadu tentang kelajuan yang perlahan, tetapi anda tidak tahu sama ada masalahnya terletak pada pelayan, suis, Wi-Fi atau sambungan internet. Meningkatkan keterlihatan adalah penting untuk berhenti meneka dan mula membuat keputusan berdasarkan data.

Dalam persekitaran yang sangat maya, alat pemantauan yang baik membolehkan anda Lihat dalam masa nyata penggunaan CPU, RAM, cakera dan rangkaian setiap mesin maya dan hosnyaDengan maklumat itu, lebih sukar untuk membuat kesilapan saiz, seperti memperuntukkan terlalu banyak sumber kepada VM yang tidak kritikal manakala yang lain, penting untuk perniagaan, gagal dan menjadi kesesakan.

Keterlihatan penggunaan lebar jalur juga penting untuk mengesan kesesakan pada pautan atau slot masa tertentuMemantau trafik mengikut aplikasi, pengguna atau VLAN membantu anda mengenal pasti perkhidmatan yang menyumbat rangkaian (cth., sandaran, penyegerakan awan, persidangan video, penstriman, dsb.) dan memberi anda ruang untuk bertindak: menjadualkan semula tugasan, menggunakan QoS atau mereka bentuk semula topologi.

Dengan data terperinci daripada kependaman antara tapak, masa tindak balas aplikasi dan laluan yang digunakan, Adalah mungkin untuk mencari bahagian WAN yang menambah kelewatan yang tidak perlu.Melaraskan laluan, menambah baik pautan atau memindahkan perkhidmatan tertentu lebih dekat kepada pengguna akhir boleh mengurangkan rasa perlahan secara drastik.

Satu lagi manfaat penglihatan yang baik ialah keupayaan untuk mengesan dan membetulkan kehilangan paket dengan cepatPort dengan ralat CRC, kabel yang rosak atau antara muka yang tepu boleh menyebabkan penghantaran semula yang berterusan dan mengurangkan prestasi tanpa sebarang sebab yang jelas. Pemantauan antara muka dengan metrik untuk ralat, perlanggaran dan pembuangan adalah penting untuk mencari kawasan masalah ini.

Akhir sekali, mempunyai rekod data sejarah yang baik memudahkan analisis punca utama apabila berlaku insiden seriusMengetahui keadaan trafik sebelum, semasa dan selepas masalah, peranti mana yang menunjukkan penggera dan pautan mana yang mempunyai kapasiti 100% membantu mencari kesesakan sebenar dan bukan hanya tersekat pada gejala luaran.

Alat pemantauan dan peranannya dalam prestasi

Teori ini memang bagus, tetapi dalam kehidupan seharian Anda memerlukan alat khusus yang menunjukkan status rangkaian, pelayan dan aplikasi anda.Hari ini terdapat banyak penyelesaian, baik sumber terbuka mahupun komersial, yang memudahkan tugas ini.

Untuk infrastruktur asas (CPU, memori, cakera, rangkaian pelayan dan peranti), penyelesaian seperti Zabbix, Nagios atau sistem yang serupa membenarkan pemantauan beban, masa tindak balas dan amaranSepintas lalu, anda dapat melihat bila CPU meningkat mendadak, bila RAM anda kehabisan atau jika pelayan sentiasa menarik diri daripada swap dan menyebabkan kesesakan cakera.

Jika anda bimbang tentang penggunaan memori dan corak penggunaan yang lebih kompleks, platform kebolehcerapan seperti Elastic Stack atau Datadog Mereka boleh membantu menghubungkan metrik, log dan jejak untuk lebih memahami perkhidmatan khusus yang menjana beban berlebihan dan dalam konteks apa.

Dalam aspek rangkaian semata-mata, alat seperti Wireshark, PRTG Network Monitor atau penyelesaian NetFlow/sFlow Ia membolehkan anda menganalisis trafik dengan terperinci. Anda boleh mengesan kelewatan, kesesakan, aplikasi yang menggunakan lebar jalur, kehilangan paket dalam segmen tertentu dan juga corak anomali yang menunjukkan kegagalan atau masalah keselamatan.

Untuk prestasi cakera dan pangkalan data, utiliti seperti iostat, perfmon, New Relic atau monitor APM (Pemantauan Prestasi Aplikasi) yang lain Ia sangat berguna. Dengannya, anda boleh melihat sama ada pertanyaan SQL dioptimumkan dengan baik, sama ada indeks berfungsi, atau sama ada kesesakan bukan pada rangkaian tetapi pada storan atau pangkalan data itu sendiri.

Dalam bidang pemantauan komprehensif, penyelesaian seperti ManageEngine OpManager menawarkan pandangan seragam bagi keseluruhan rangkaian dan perantinyaIa membolehkan anda melihat bukan sahaja status penghala dan suis, tetapi juga antara muka, kelajuan pautan, trafik yang melalui setiap port dan metrik utama yang mempengaruhi kependaman dan kehilangan paket.

Dengan platform ini, pentadbir boleh Terima makluman proaktif apabila pautan hampir mencapai tahap tepu, apabila antara muka mengalami ralat atau apabila peranti mula berkelakuan tidak normal.Tambahan pula, banyak alat ini membolehkan anda mengautomasikan tugas berulang, membebaskan masa untuk memberi tumpuan kepada isu reka bentuk dan pengoptimuman yang lebih strategik.

Strategi untuk menyelesaikan kesesakan rangkaian dan infrastruktur

Mengesan masalah itu hanya separuh daripada tugas: Separuh lagi adalah untuk melaksanakan langkah-langkah yang sesuai bagi menghapuskan atau mengurangkan kesesakan.Bergantung pada di mana kesesakan itu berada, penyelesaian boleh terdiri daripada perubahan konfigurasi yang mudah kepada pengembangan infrastruktur utama.

Salah satu keputusan pertama yang biasanya timbul ialah sama ada untuk bertaruh pada skalabiliti menegak (memperbaiki satu peralatan) atau skalabiliti mendatar (menambah lebih banyak peralatan dan mengagihkan beban)Pada pelayan tertentu yang kekurangan CPU atau RAM, menambah lebih banyak sumber pada mesin tersebut mungkin masuk akal. Tetapi akan tiba satu tahap di mana lebih cekap untuk menggunakan berbilang pelayan dan mengimbangi trafik antara mereka.

Adalah juga penting untuk menyemak semula kod aplikasi dan pertanyaan pangkalan dataSelalunya, perkakasan dipersalahkan apabila masalah sebenar adalah logik yang tidak cekap, pertanyaan SQL tanpa indeks, akses cakera berulang atau pemuatan data yang tidak perlu. Mengoptimumkan aspek-aspek ini secara drastik dapat mengurangkan tekanan pada rangkaian dan pelayan.

Satu lagi elemen penting dalam mengurangkan kesesakan ialah penggunaan cache dan pengimbangan beban yang bijakPenyelesaian seperti Redis atau Memcached membolehkan anda menyimpan respons yang kerap digunakan dan menghalang pelayan atau pangkalan data daripada perlu mengira semula maklumat yang sama berulang kali. Begitu juga, pengimbang beban (HAProxy, Nginx, perkhidmatan awan, dll.) mengagihkan trafik merentasi berbilang nod, menghalang pelayan tunggal daripada menjadi titik kesesakan.

Dalam lapisan rangkaian, yang berikut mempunyai banyak pemberat: Konfigurasi QoS (Kualiti Perkhidmatan) dan pengurusan lebar jalurMengutamakan trafik kritikal (cth., VoIP, aplikasi perniagaan, sambungan pangkalan data) berbanding penggunaan yang kurang sensitif (muat turun, kemas kini, penstriman yang tidak penting) membantu memastikan perkhidmatan utama terus berjalan lancar, walaupun semasa tempoh beban tinggi.

Dalam persekitaran dengan pengguna yang tersebar secara geografi, penggunaan rangkaian penghantaran kandungan (CDN) dan pengoptimuman WAN Ia boleh membawa perubahan yang besar. Meletakkan kandungan statik lebih dekat dengan pengguna, mengoptimumkan laluan atau menggunakan teknik pemampatan dan penyahduplikasian trafik mengurangkan penggunaan latensi dan lebar jalur, sekali gus mengurangkan kesesakan pada pautan yang panjang.

Akhirnya, kepentingan Reka bentuk rangkaian fizikal dan logik yang baik: topologi yang jelas, trunk bersaiz baik, segmentasi yang sesuai dan pautan yang berlebihanSemua ini bermakna, walaupun titik tepu muncul, rangkaian mempunyai ruang untuk mengagihkan trafik melalui laluan lain dan mengekalkan pengalaman pengguna pada tahap yang boleh diterima.

Akhirnya, menguruskan kesesakan rangkaian bukan sekadar membeli lebih banyak kelajuan atau lebih banyak perkakasan. Ia mengenai memahami bagaimana aliran trafik, menjangka di mana kesesakan lalu lintas mungkin berlaku dan bergantung pada amalan reka bentuk yang baik, pemantauan dan pengoptimuman berterusan.Dengan gabungan ini, rangkaian tidak lagi menjadi kotak hitam yang "kadang-kadang perlahan" dan menjadi infrastruktur yang boleh diramal dan cekap yang sejajar dengan keperluan sebenar perniagaan.