Компьютерные сети. 6-е изд.

Производительность сетей оценивают все — и сетевые операторы, и пользователи. Чаще всего измеряется пропускная способность (или просто «скорость») сетей доступа. Многие интернет-пользователи проверяют производительность своих сетей доступа с помощью таких инструментов, как Speedtest (www.speedtest.net). Традиционная проверка сводилась к попытке отправить в сеть как можно больше трафика с максимально возможной скоростью (тем самым полностью заполнив канал связи). Но по мере увеличения скорости сетей задача оценки скорости канала доступа становится все более сложной. Теперь для полного заполнения канала требуется гораздо больше данных, а узкие места на тестируемом пути между клиентом и сервером могут смещаться в другие области сети. Пожалуй, важнее всего то, что скорость становится менее актуальным параметром производительности сети. На передний план выходят качество пользовательского опыта и производительность приложения. Как следствие, методы оценки производительности сетей продолжают развиваться, особенно в отношении гигабитных сетей доступа.

6.7.3. Оценка пропускной способности сетей доступа

Традиционный подход к оценке пропускной способности сети состоит в следующем. По сетевому пути передается максимально допустимое количество данных в течение заданного периода времени. Затем объем отправленных данных делится на время, затраченное на их передачу, и выводится среднее значение пропускной способности. Будучи простым и пригодным для большинства случаев, данный подход все же имеет ряд недостатков. Главным минусом является то, что одно TCP-соединение часто не может исчерпать емкость сетевого канала, особенно с учетом того, что скорость каналов доступа продолжает расти. Кроме того, когда тест охватывает начальную стадию процесса передачи, он может отражать скорость до перехода в установившийся режим (например, при медленном старте TCP). В итоге это может привести к занижению пропускной способности. Наконец, проверки на стороне клиента (такие, как speedtest.net или любой другой тест пропускной способности, который можно запустить с клиентского устройства) очень часто выявляют другие проблемы производительности, помимо ограничений сетей доступа (например, ограничения канала радиосвязи устройства или беспроводной сети).

Эти проблемы проявляются все более остро по мере того, как скорость сетей доступа начинает преодолевать гигабитный рубеж. Для их решения был разработан ряд практических рекомендаций по оценке пропускной способности сетей доступа (Фимстер и др.; Feamster et al., 2020). Первая рекомендация состоит в том, чтобы использовать несколько параллельных TCP-подключений для заполнения емкости канала доступа. Проверка первых версий тестов скорости показала, что для заполнения емкости сети обычно достаточно четырех TCP-соединений (Сундаресан и др.; Sundaresan et al., 2011). В большинстве современных клиентских инструментов, включая Speedtest, а также тест пропускной способности, используемый Федеральной комиссией по связи в США, для оценки емкости сети применяется минимум четыре параллельных соединения. Некоторые из этих инструментов даже позволяют увеличивать число параллельных подключений для проверки каналов с высокой емкостью.

Пропускная способность канала доступа интернет-провайдера начинает превышать емкость домашней сети (и других компонентов сквозного пути), поэтому становится все более актуальной вторая практическая рекомендация. Она сводится к оценке пропускной способности сети доступа непосредственно из домашнего маршрутизатора. Это минимизирует риск искажения результатов теста из-за внешних ограничивающих факторов (например, ограничений клиентского устройства или беспроводной сети пользователя).

По мере дальнейшего роста скоростей могут появиться дополнительные рекомендации, к примеру оценивать скорость соединения сразу с несколькими хостами в интернете, используя один канал доступа. Такой подход особенно актуален, когда проблемы на стороне сервера могут приводить к появлению в сети новых узких мест. Постоянный рост скорости также породил повышенный интерес к разработке так называемых пассивных тестов пропускной способности, которые не вводят в сеть большие объемы дополнительного трафика, а просто отслеживают движение данных по сети и пытаются оценить ее емкость просто на основе наблюдений. На данный момент еще не существует надежного пассивного метода оценки пропускной способности сетей доступа, но со временем этот подход, вероятно, позволит оценивать пропускную способность узких мест примерно так же, как алгоритм BBR оценивает величину задержки и скорость доставки.

6.7.4. Оценка QoE