La larghezza di banda non è la velocità

La larghezza di banda è il tubo. Latenza, jitter e perdita decidono come si percepisce un’applicazione. Si misura la metrica adatta al compito.

basics · 4 min di lettura · Lezione 9 / 10

La larghezza di banda è la capacità di un collegamento; la latenza è il tempo che impiega un pacchetto; il jitter è la variazione di quel ritardo; la perdita è la quota di pacchetti che non arrivano mai. Un collegamento può essere ampio e sembrare comunque lento se il round trip, la variazione o la perdita non sono adeguati. Si sceglie la metrica adatta all’applicazione.

Dati essenziali

  • La larghezza di banda è capacità; latenza, jitter e perdita decidono come si percepisce un’applicazione interattiva.
  • Il jitter è la variazione del ritardo; un percorso stabile può risultare migliore di uno il cui ritardo oscilla molto.
  • La perdita di pacchetti viene ritrasmessa per i dati, il che aggiunge ritardo, e mascherata per i media in tempo reale, dove si manifesta come un disturbo.
  • Il throughput di un singolo flusso è limitato dalla finestra TCP e dal tempo di round trip, non solo dalla velocità del collegamento.
  • ITU-T G.114 colloca 150 ms in una direzione al limite superiore della fascia adatta alla maggior parte degli utenti voce.

Dopo questo modulo potrà

  • Distinguere la larghezza di banda da latenza, jitter e perdita.
  • Scegliere la metrica adatta alla sensibilità di un’applicazione.
  • Definire una finestra di misura e documentare un test di rotta in modo confrontabile.

La larghezza di banda è il tubo

La larghezza di banda è la sezione del tubo: quanti bit possono attraversarlo in un secondo nelle condizioni del collegamento. La latenza è il viaggio: quanto tempo impiega un pacchetto a raggiungere l’altra estremità e, per un round trip, a tornare indietro. Sono misure diverse, e l’una non implica l’altra.

Un collegamento da 100 Mbps può sembrare lento in una videochiamata perché la chiamata non ha bisogno di 100 Mbps. Ha bisogno di un round trip abbastanza breve per la conversazione, di un jitter abbastanza basso per il buffer audio e di una perdita abbastanza bassa da non costringere il codec a mascherare un vuoto. La velocità nominale non descrive nessuno di questi aspetti.

La larghezza di banda conta per i trasferimenti massivi, il backup, il caricamento di video e molti dispositivi contemporaneamente. Conta anche per la congestione che genera latenza e perdita. Ma quando qualcuno dice che il collegamento sembra lento, occorre chiedere quale applicazione e da quale delle quattro metriche quell’applicazione dipende.

Il round trip su scala logaritmica

40 ms

Il round trip su scala logaritmica
Valore Significato
5 ms Stessa area metropolitana
40 ms Percorso regionale
130 ms Percorso intercontinentale
400 ms Code o percorso lungo
I segni a 5, 40, 130 e 400 ms sono fasce indicative, non un obiettivo per una rotta. Il segno a 130 ms è il minimo teorico in fibra sull’arco di cerchio massimo per la coppia Città del Messico–Shanghai con un fattore di percorso di 1,0; lo strumento applica il fattore 1,5 dello scenario. Fonte: Calcolatore del minimo teorico di latenza in fibra e del throughput TCP: nota di fisica
Descrizione testuale

La scala va da 1 ms a 1000 ms. Un percorso nella stessa area metropolitana si colloca vicino al margine sinistro, un percorso regionale nelle decine di millisecondi e un percorso intercontinentale nelle prime centinaia. I segni descrivono distanza e code, non un obiettivo di servizio. Un round trip misurato include anche gli apparati e la rotta, quindi è superiore al minimo teorico in fibra.

Jitter e perdita decidono l’esperienza

Il jitter è la variazione del ritardo da un pacchetto all’altro. Un flusso può avere una buona media e arrivare comunque in modo irregolare. I media in tempo reale usano un buffer per assorbire la variazione; quando la dispersione supera il buffer, l’audio si interrompe o il video si blocca.

Un percorso stabile è più facile da usare di uno il cui ritardo oscilla molto. La media può sembrare simile. Il percorso stabile consente all’applicazione di pianificare; quello oscillante la costringe ad attendere la coda lenta o a scartare i pacchetti che non può usare.

La perdita è il terzo segnale. Le applicazioni dati ritrasmettono, il che aggiunge un round trip e riduce il throughput. I media in tempo reale mascherano il pacchetto mancante, che si manifesta come un disturbo. Un tasso di perdita che in media sembra basso può concentrarsi a raffiche e fare più danni di quanto la media suggerisca.

Una distribuzione del ritardo a titolo illustrativo

Una distribuzione del ritardo a titolo illustrativo
Valore Zona Significato
p50 40 ms Pacchetto tipico
p95 180 ms Coda lenta
p95 − p50 140 ms Variazione

Esempio illustrativo; non è una misurazione della nostra rete.

Una distribuzione illustrativa: p50 a 40 ms e p95 a 180 ms. Lo scarto tra i due è la variazione che l’applicazione deve assorbire. I valori sono illustrativi, non la misura di una rete. Fonte: Modello illustrativo; ITU-T Y.1540 e Y.1541 definiscono la variazione del ritardo
Descrizione testuale

Metà dei pacchetti arriva entro 40 ms e il 95 per cento entro 180 ms. Lo scarto di 140 ms è la dispersione che l’applicazione deve mettere in buffer o scartare. Una rete diversa o un’altra ora del giorno produrrebbero una distribuzione diversa; la lezione sta nella forma, non nel valore esatto.

Soglie tipiche, per applicazione

Indicazioni tratte da ITU-T G.114 e Y.1541, non un obiettivo per la sua rotta. L’applicazione e il suo codec decidono che cosa è utilizzabile.
ApplicazioneChe cosa misurareIndicazione tipica
Voce e video interattiviRitardo in una direzione, RTT, jitter, perditaG.114 considera 0–150 ms in una direzione accettabili per la maggior parte degli utenti voce, 150–400 ms come fascia di transizione e oltre 400 ms come generalmente inaccettabili.
Controllo remoto e gamingRTT e perditaLa reattività diminuisce all’aumentare dell’RTT. Si misurano i round trip dell’applicazione stessa anziché un singolo ping.
Transazioni web e APIRTT, TTFB, perditaSi separano risoluzione del nome, connessione, tempo del server e primo byte. Anche un collegamento veloce può restare in attesa del server.
Trasferimenti massivi e backupThroughput, perdita, RTTUn singolo flusso è limitato dalla finestra e dall’RTT. Più flussi o una finestra più ampia possono aumentare il throughput.

La tabella è un’indicazione didattica, non un obiettivo di servizio. Con ogni valore si registrano la finestra e la rotta.

ITU-T G.114 e Y.1541: indicazioni sulle prestazioni di rete

Misurare su una finestra, da entrambe le estremità

Si misura da entrambe le estremità e su una finestra di tempo. Un singolo ping campiona un pacchetto in un istante; una chiamata, un pagamento o uno streaming video usano molti pacchetti per diversi minuti. Si registrano il minimo, la mediana, il p95 e la perdita nell’ora di punta, e si conservano la rotta e la destinazione insieme ai valori.

Si misura il percorso che l’applicazione usa. Uno speed test pubblico misura una destinazione diversa e spesso una rotta diversa. Un test di rotta che riporta solo il throughput non può spiegare una chiamata che si inceppa. Il throughput va affiancato a RTT, jitter e perdita, e la tratta locale va separata da quella internazionale.

Si riportano la finestra, l’origine, la destinazione e l’ora del giorno. Un valore privo di questi quattro elementi non può essere confrontato con un altro. La guida alla connettività verso la Cina mostra come si costruisce il percorso; la guida al roaming mostra perché l’ancoraggio cambia la distanza.

Che cosa contiene un report di rotta utile

Un report di rotta deve consentire a chi lo legge di ripetere il test. Si registrano l’indirizzo di origine, l’indirizzo di destinazione, la finestra temporale, il numero di campioni e lo strumento o il metodo. Un report che indica solo l’RTT medio non può essere verificato né confrontato.

Si riporta la distribuzione, non solo la media. La mediana descrive il pacchetto tipico, il p95 descrive la coda lenta e il massimo mostra il caso peggiore. Per un’applicazione in tempo reale, il p95 e la perdita contano più della media.

Si separano le tratte. Una tratta di accesso locale, una tratta di transito internazionale e una tratta di destinazione presentano problemi per motivi diversi e hanno responsabili diversi. Un unico valore end-to-end nasconde quale tratta va corretta.

Si conservano i campioni grezzi insieme al riepilogo e si indica la data. Una rotta cambia; un report senza data diventa un’affermazione su una rete che non esiste più.

Calcolare il minimo teorico

Lo strumento calcola un minimo teorico fisico per la coppia di città e il fattore di percorso dello scenario, non la misura di una rete.

Il tempo minimo fisico di andata e ritorno tra due città su fibra. Solo fisica, non la nostra rete.

pathFactor
1.5
Apra lo strumento

Verifichi la sua comprensione

  1. Un collegamento da 100 Mbps sembra lento in una videochiamata: che cosa si misura, e su quale finestra?

    Si misurano RTT, jitter e perdita dal dispositivo alla destinazione della chiamata per diversi minuti, includendo l’ora di punta. Il throughput da solo non spiega la chiamata.

  2. Perché il jitter può essere peggiore di una latenza più alta ma stabile?

    Un ritardo stabile consente all’applicazione di dimensionare il buffer una volta sola. Una dispersione ampia la costringe ad attendere la coda lenta, e i pacchetti che arrivano fuori dal buffer vengono scartati o mascherati.

  3. Quale metrica inserirebbe in un report di test di rotta?

    Tutte e quattro, con la finestra, l’origine e la destinazione. Se il report deve scegliere un solo valore di riferimento, si affianca l’RTT al jitter p95 e alla perdita, e si mantiene il throughput come contesto.

Le risposte vengono mostrate su richiesta. Nulla viene valutato, salvato o inviato.

Domande frequenti

La larghezza di banda è la stessa cosa della velocità?

No. La larghezza di banda è capacità; la velocità è come si percepisce l’applicazione, e dipende anche da RTT, jitter e perdita.

Qual è una buona latenza?

Dipende dall’applicazione. ITU-T G.114 colloca 150 ms in una direzione al limite superiore della fascia adatta alla maggior parte degli utenti voce; il controllo interattivo e il gaming di solito richiedono meno.

Più larghezza di banda riduce la latenza?

Non direttamente. Più capacità può ridurre le code quando il collegamento è congestionato, ma la distanza e la rotta fissano il minimo.
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