Zajištění plynulého a efektivního fungování sítě je klíčové, neboť každodenně dochází k obrovskému množství datových přenosů.
Již v roce 2020 se celosvětově generovalo přibližně 44 zettabytů dat. Pro srovnání, to je asi 40krát více, než je odhadovaný počet hvězd v celém pozorovatelném vesmíru. Tato informace pochází ze Světového ekonomického fóra.
A toto ohromující číslo neustále narůstá.
Je to neuvěřitelné, ale je to tak!
Proto je nesmírně důležité, aby vaše síť pracovala optimálně a dokázala se vyrovnat s rostoucími nároky na data.
Klíčovým aspektem v této oblasti je výkon sítě, který je ovlivňován několika faktory, mezi které patří latence, čas do prvního bytu (TTFB), šířka pásma a propustnost.
Pro udržení stabilní a výkonné sítě je nezbytné tyto faktory optimalizovat. Navíc se tak vyhnete potenciálním sankcím ze strany prohlížečů a vyhledávačů.
Pojďme se tedy ponořit do světa síťové terminologie a prozkoumat, jak můžeme dosáhnout vysokého výkonu.
Co je to latence?
Latence se dá jednoduše popsat jako zpoždění.
V kontextu sítí latence označuje dobu, kterou data nebo požadavek potřebují k překonání vzdálenosti od svého zdroje k cíli. Představte si akci uživatele jako požadavek a latence je pak čas, za který webová aplikace na tento požadavek zareaguje.
Toto zpoždění zahrnuje také čas, který server potřebuje ke zpracování požadavku. Měří se tedy jako cesta tam a zpět – celková doba, po kterou je požadavek zachycen a zpracován různými zařízeními a nakonec doručen uživateli, kde je dekódován.
Nízká latence je žádoucí, neboť znamená minimální zpoždění při přenosu dat. Vysoká latence naopak zhoršuje uživatelský zážitek.
Jak ale poznáte, že vaše síť má vysokou latenci?
Mezi typické příznaky patří:
- Webová stránka nebo aplikace se načítá velmi dlouho.
- Přístup k serverům a webovým aplikacím je pomalý.
- Odesílání velkých příloh e-mailem trvá neúměrně dlouho.
Pokud se s těmito projevy setkáváte, je pravděpodobné, že je to způsobeno vysokou latencí sítě.
Latence sítě se měří v milisekundách (ms). Je téměř nevyhnutelná, jelikož způsob, jakým sítě komunikují, ovlivňuje celá řada aspektů. Nicméně je možné latenci snížit prostřednictvím různých opatření, o kterých si povíme v následujících kapitolách.
Než se k tomu dostaneme, podívejme se na příčiny latence.
Co způsobuje latenci?
- Vzdálenost mezi uživatelem a serverem, na kterém je umístěn požadovaný obsah.
- Chyby serveru, například chyba 50X, které mohou negativně ovlivnit fungování aplikací a zabránit uživatelům v přístupu na webové stránky.
- Neefektivní optimalizace databáze, která může být způsobena vysokým zatížením, příliš dlouhými poli, velkými tabulkami, nesprávným používáním indexů a složitými výpočty.
- Problémy s hardwarem, jako jsou routery, Wi-Fi přístupové body, přepínače, bezpečnostní zařízení, zátěžové vyrovnávače, firewally a systémy pro prevenci průniku (IPS).
- Omezení přenosových médií, jako jsou bezdrátová připojení a optické kabely.
- Nedostatek operační paměti (RAM) může způsobit, že operační systémy mají potíže s udržením požadavků programů, což se negativně odráží na celkovém výkonu systému.
- Problémy na straně uživatele, jako je nízký výkon procesoru nebo nedostatek paměti, což vede k prodloužení doby, kterou trvá zpracování odpovědi.
Jak změřit ⏱️ latenci?
Monitorovací nástroje od společností jako SolarWinds a Datadog vám mohou pomoci s automatickým monitorováním latence.
Existuje však i manuální metoda.
Stačí otevřít příkazový řádek ve vašem operačním systému a zadat příkaz „tracert“ následovaný cílovou adresou.
Po spuštění příkazu se zobrazí seznam všech routerů v síťové cestě k cílové adrese, spolu s dobou odezvy v milisekundách pro každý směrovač.
Sečtením všech naměřených hodnot získáte celkovou latenci vaší sítě.
Existují i další metody měření latence:
Čas do prvního bytu (TTFB)
Časový interval od okamžiku, kdy je odeslán požadavek ze zařízení uživatele, do okamžiku, kdy je přijat první byte dat, se nazývá Time To First Byte (TTFB).
TTFB je zásadní ukazatel latence a odezvy serveru.
Doba zpáteční cesty (RTT)
Celková doba, kterou datový paket stráví cestou ze zdroje do cíle a zpět, se nazývá doba zpáteční cesty (RTT). I když poskytuje relativně přesné výsledky, může dojít k nepřesnostem, pokud se pakety dat vracejí jinou cestou.
Ping test
Systémoví administrátoři často používají ping test k určení, jak dlouho trvá 32 bytům, než se dostanou na server, a také jak dlouho trvá přijetí odpovědi. Ping testy umožňují sledovat více serverů současně a poskytují informace o celkové latenci a výkonu.
Můžete také vyzkoušet online ping testy.
Jak snížit latenci sítě?
Optimalizace směrování
Používejte optimalizační nástroje pro efektivní řešení přetížení sítě, abyste zlepšili směrování.
V případě problémů s přenosovým médiem můžete použít zesilovače signálu nebo opakovače pro zvýšení rychlosti.
Komprese dat a ukládání do mezipaměti
Použití vysoce distribuovaných IP adres překonává dlouhé vzdálenosti, které prodlužují dobu přenosu. Edge servery umístěné v blízkosti koncových uživatelů mohou zkrátit dobu přenosu dat a urychlit načítání webových stránek.
Techniky, jako je optimalizace obrázků a komprese souborů, snižují šířku pásma potřebnou pro přenos velkých objemů dat.
Peering
Peering umožňuje propojení dvou nebo více sítí a přímou výměnu dat bez nutnosti platit třetím stranám za přenos provozu.
Zajistěte tedy správně propojenou síť s více cestami přes internet.
Optimalizace síťových protokolů
Dodržujte standardy optimalizací síťových protokolů pro interoperabilitu a minimalizaci latence.
Použití protokolu HTTP/2
HTTP/2 pomáhá snižovat latenci serveru díky kratším zpátečním cestám a paralelním přenosům dat. Důležité je také minimalizovat počet externích HTTP požadavků, včetně obrázků a souborů JS a CSS.
Metody předběžného načítání
Ačkoli přímo nesnižují latenci sítě, zlepšují výkon webu, pokud jde o rychlost načítání stránek.
Čas do prvního bytu (TTFB)
Jak už bylo zmíněno, TTFB je metrika pro měření odezvy serveru. Pojďme se na to podívat blíže.
TTFB pomáhá odhalit slabá místa v procesu připojení. Pokud dokážete identifikovat, kde dochází ke zpoždění, můžete optimalizovat své služby pro rychlejší a spolehlivější výkon.
TTFB má také vliv na SEO, a je tedy klíčový pro vaši online viditelnost.
Jaké faktory ovlivňují TTFB?
TTFB je ovlivněn třemi hlavními kroky:
Odeslání požadavku na server
Když uživatel odešle požadavek, server ho přijme na základě různých faktorů, jako je například čas potřebný k vyhledání DNS, rychlost sítě a vzdálenost serveru. Tím začíná měření TTFB.
Zpracování požadavku
Po přijetí požadavku server zpracuje a vygeneruje odpověď. Tento proces zahrnuje volání databáze, komunikaci s dalšími systémy v síti a spouštění skriptů.
Odeslání odpovědi zpět
Následně server odešle vygenerovanou odpověď zpět uživateli. Zde záleží na rychlosti připojení uživatele i firemní sítě.
TTFB měří dobu, za kterou uživatel začne přijímat odpověď s prvním bytem dat.
Jak zlepšit TTFB?
Snížení latence
Latence může vzniknout na straně serveru i uživatele. I když nemůžete ovlivnit rychlost připojení uživatelů, můžete pracovat na rychlosti vašeho serveru. Snižte zatížení serveru pomocí sítí CDN (Content Delivery Network), které doručí statický obsah uživatelům blíže a tím urychlí načítání webových stránek.
Rychlé řešení DNS
Překlad DNS by neměl trvat déle než 100 milisekund. Pokud tomu tak není, optimalizujte nastavení DNS. Můžete také zkusit změnit poskytovatele DNS.
Upgradujte hosting webových stránek
TTFB nad 200 ms není pro váš web ideální. Možná je váš poskytovatel hostingu webových stránek příčinou pomalého TTFB, a to kvůli přetížené síti a serverům.
Pokud je to váš případ, prodiskutujte to se svým poskytovatelem, upgradujte svůj tarif nebo se přesuňte k jinému poskytovateli. Pokud používáte WordPress, zvažte prémiové hostingové platformy.
Zlepšete výkon backendu
Nesprávná normalizace nebo indexování databází může snížit dobu odezvy. Proto normalizujte a indexujte databáze pro rychlé dotazy. To umožní databázi rychle najít příslušné sloupce v tabulce.
Ukládání do mezipaměti na straně serveru
Udržujte často používané soubory a data v mezipaměti serveru a snižte tak zátěž procesoru a databázových dotazů.
Externí sledování
Pokud jste úspěšně optimalizovali TTFB, gratulujeme!
Je však třeba ho i nadále sledovat.
Aktualizace softwaru, hardwaru a stránek mohou vést ke zvýšení TTFB. Proto nezapomeňte sledovat a řešit problémy včas.
Pro sledování výkonu webu můžete použít specializované nástroje. Díky nim můžete rychle opravit problémy, jakmile se objeví.
Co je šířka pásma?
Šířka pásma se týká maximální kapacity sítě, včetně velikosti sítě a kapacity serveru pro zpracování dat.
Jednoduše řečeno, šířka pásma je množství dat, které lze odeslat nebo přijmout v daný okamžik. Měří se v bitech za sekundu, megabitech za sekundu nebo gigabitech za sekundu.
Faktory ovlivňující šířku pásma
Internetové připojení má určitou maximální šířku pásma. Konkrétní faktory mohou omezit šířku pásma pro určité zařízení, což vede k pomalejšímu připojení. Tyto faktory mohou pramenit z povahy připojení nebo z nastavení počítače uživatele.
Používání internetu
Šířka pásma je ovlivněna počtem úkolů, které v zařízení provádíte. Zvýšení počtu souběžných úloh má za následek zpomalení rychlosti. Zvažte tedy serializaci úkolů.
Upstream a downstream šířka pásma
Data odesílaná ZE zařízení jsou upstream, zatímco data přicházející DO zařízení jsou downstream.
Internetové procesy obvykle zahrnují více downstream oproti upstreamu; proto internetové připojení klade větší důraz na šířku pásma směrem dolů.
Šířka pásma je omezena, když je vyžadován vyšší upstream pro přenos velkých dat, videohovory, vzdálený přístup nebo hlasové IP hovory.
Spotřeba na pozadí
Šířka pásma je ovlivněna počtem souběžných stahování a odesílání na vašem zařízení.
Jedno připojení, více uživatelů
S rostoucím počtem uživatelů v jedné síti se zvyšuje zatížení serveru a zpomaluje se přenos dat.
Vzdálenost od routeru
Pokud se vaše zařízení nachází blíže k routeru, dosáhnete vyšší šířky pásma, než když je umístěno dále.
Jak zlepšit šířku pásma?
Nastavení QoS
Nastavení kvality služeb (QoS) umožňuje sítím upřednostňovat určité typy provozu. Důležité aplikace se tak nemusí „prát“ o šířku pásma.
Cloudové aplikace
Přechod na cloud může pomoci zvýšit výkon sítě. Přesuňte některé části provozu do privátních nebo veřejných cloudových sítí a odlehčete tak své vlastní síti.
Eliminace zbytečného provozu
Zablokujte zbytečný provoz, který nemá vliv na vaši produktivitu v pracovní době. V takovém případě bude vaše šířka pásma k dispozici pouze pro potřebné operace.
Pravidelné aktualizace a zálohování
Aktualizace a zálohy dat i softwaru jsou zásadní pro výkon a zabezpečení. Nicméně, tyto procesy spotřebovávají velké množství šířky pásma sítě.
Naplánujte je proto strategicky, nejlépe mimo pracovní dobu.
Co je propustnost?
Propustnost sítě je množství dat, které lze přenést ze zdroje do cíle v daném časovém úseku.
Propustnost měří počet paketů, které byly úspěšně doručeny do cíle. Počítá se v bitech za sekundu nebo v datech za sekundu.
Faktory ovlivňující propustnost
Omezení přenosového média
Šířka pásma nebo teoretická kapacita přenosového média omezuje propustnost.
Pokud je například rychlost šířky pásma 100 Mb/s, propustnost nebude vyšší, i když se budete snažit. Obvyklá skutečná rychlost by byla okolo 95 % a méně.
Přetížení sítě 🚸
Při vysokém přetížení sítě se propustnost sníží.
Latence
Vyšší latence v síti snižuje propustnost.
Protokoly
Protokol, který přenáší a doručuje datové pakety, může také ovlivnit propustnost.
Ztráta paketů nebo chyby
Ztráta paketů nebo chyby mohou ovlivnit propustnost, zejména u některých typů provozu. Pakety se musí odeslat znovu, což dále snižuje propustnost.
K poškození paketů může dojít v důsledku bezpečnostních útoků, vadného hardwaru a podobně.
Pro měření propustnosti můžete použít nástroje jako SolarWinds, iPerf, Pingb.
Jak zlepšit propustnost?
Minimalizujte latenci
Minimalizace latence je klíčová pro dobrý výkon sítě a uživatelskou zkušenost. Zkuste se inspirovat tipy z výše uvedených kapitol.
Odstraňte úzká hrdla sítě
Vyvarujte se úzkým hrdlům sítě, upgradujte routery a snižte počet uzlů, čímž zkrátíte přenosovou vzdálenost paketů a snížíte přetížení.
Sledujte aplikace s vysokou spotřebou šířky pásma
Pokud je internetové připojení zatíženo více, než je jeho kapacita, propustnost se sníží. Vypněte nepotřebné aplikace, které spotřebovávají příliš mnoho šířky pásma.
Restartujte síť
Plánujte pravidelné restartování síťových zařízení, jako je modem a router. Po restartu mohou opět fungovat s optimálním výkonem.
Zkontrolujte hardware
Závadný hardware může ohrozit propustnost. Zkontrolujte proto své síťové komponenty a odstraňte případné problémy.
Obraťte se na svého ISP
Pokud jste vše zkontrolovali a stále se potýkáte s nízkou propustností, kontaktujte svého poskytovatele internetových služeb (ISP). Chyba může být na jejich straně.
Závěrem
Doufám, že jste získali jasnější představu o latenci, TTFB, šířce pásma a propustnosti. Vyzkoušejte výše uvedené tipy a triky pro zvýšení výkonu vaší sítě.
Staňte se správcem sítě.