什么是延迟、TTFB、带宽和吞吐量?

保持健康的网络性能至关重要,因为每天都会发生数十亿次数据传输。

根据 2020 年伊始大约 44 泽字节的数据,这大约是可观测宇宙中恒星总数的 40 倍。 世界经济论坛.

在接下来的几天里,这个数字还会增加。

这是一个疯狂的数字,但这是真的!

因此,迫切需要确保您的网络具有足够的性能来满足不断增长的需求。

现在,房间里的大象是网络性能,这取决于某些因素,仅举几例——延迟、首字节时间 (TTFB)、带宽和吞吐量。

如果你想维持一个稳定和高性能的网络,你应该优化这些因素。 除此之外,它们还可以帮助您避免受到主要浏览器和搜索引擎的惩罚。

因此,准备了解这些网络术语以及如何优化它们以获得高性能。

什么是延迟?

Latency字面意思是延迟。

在网络生态系统中,延迟是请求或数据从其来源传输到目的地所花费的时间。 在这里,用户的操作是请求以及 Web 应用程序响应该请求所需的时间。

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此时间延迟还包括服务器处理请求所花费的时间。 因此,它被测量为往返——一个请求通过多个设备被捕获和处理,然后被用户接收并在那里被解码所花费的总时间。

如果数据传输的延迟比较小,就是低延迟,这是可取的。 但较长的延迟或高延迟是不可取的,因为它会降低用户体验。

但是您如何知道您的网络是否表现出高延迟?

一些典型的迹象包括:

  • 网站或应用程序“永远”加载
  • 访问服务器和 Web 应用程序变得缓慢。
  • 发送一些信息需要更长的时间,例如带有大附件的电子邮件。

所以,当你遇到这样的标志时,很可能是由于网络延迟高。

网络延迟以毫秒 (ms) 计算,这是不可避免的,因为多个方面正在影响网络相互交流的方式。 但是,您可以通过实施我将在接下来的部分中讨论的某些措施来减少延迟。

在此之前,让我们讨论网络延迟背后的原因。

延迟的原因是什么?

  • 发出请求的用户与服务器位置之间的距离
  • 错误 50X 等服务器错误会影响应用程序的性能,还可能会阻止访问者访问您的网站。
  • 后端数据库优化不佳,可能是由于数据库过度使用、长字段、大表、索引使用不当、计算复杂等原因造成的。
  • 由路由器、Wi-Fi 接入点、交换机、安全设备、负载平衡器、防火墙、IPS 等引起的硬件问题。
  • 无线连接、光纤电缆等传输介质具有局限性。
  • 由于内存空间不足,操作系统难以维持程序使用的 RAM 要求,这会影响系统性能。
  • 在合理的时间范围内捕获响应所需的最终用户问题,例如低 CPU 或内存周期

如何测量⏱️延迟?

如果您使用 SolarWinds 和 Datadog 等品牌的网络监控工具,您可以自动检查网络延迟。

但是有没有手动的方法呢?

答案是肯定的。

只需在您的操作系统中打开命令提示符并键入此 – tracert,然后键入您要查询的目的地。

输入命令后,将出现一个列表,其中包含通向站点地址的网络路径中的所有路由器。 它还将显示以毫秒为单位的时间计算。

只需将所有测量值相加即可获得与您的网络相关的延迟。

有一些方法可以测量延迟:

第一个字节的时间 (TTFB)

请求从用户设备离开到它到达带有数据“第一个”字节的目的地的那一刻所记录的时间差被称为第一个字节的时间 (TTFB)。

TTFB 也是衡量网络延迟和服务器响应能力的重要指标。

往返时间 (RTT)

数据包从源传输到目的地然后返回源所花费的总时间称为往返时间 (RTT)。 它可以提供准确的结果,但是当数据包采用不同的返回路径时,事情可能会变得模糊。

平测试

通常,系统管理员使用 ping 测试来测量 32 字节到达服务器所花费的时间以及接收响应所花费的时间。 这些方法可以同时检查网络中的不同服务器,并可以报告整体延迟和性能。

您还可以执行在线 ping 测试。

如何改善网络延迟?

优化路由

使用可以有效解决网络拥塞问题的优化工具来改进路由。

如果问题出在传输介质上,您还可以利用放大器或再生器来提高网络速度。

压缩和缓存

高度分布的 IP 跨越很远的距离,这会增加传输时间。 如果您管理位于最终用户附近的边缘服务器,它将减少旅行时间并提高页面加载速度。

除此之外,图像优化和文件压缩等技术还可以减少传输大量数据所需的带宽。

对等

对等意味着允许两个或多个网络连接并交换直接流量,而无需向第三方支付网络流量传输费用。

因此,维护一个正确连接的网络,在 Internet 上有多个可用的网络路径。

优化网络协议

通过优化网络协议以实现互操作性和最低延迟来遵守监管标准。

使用 HTTP/2

HTTP/2 通过减少往返和并行传输来帮助减少服务器延迟。 此外,您还必须确保外部 HTTP 请求的数量最少,包括图像以及 JS 和 CSS 文件。

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预取方法

虽然它不一定会减少网络延迟,但会提高网站在页面加载速度方面的性能。

第一个字节的时间 (TTFB)

正如我已经讨论过的,TTFB 是确定服务器响应能力的指标,让我们转向它的其他方面。

TTFB 可以帮助您识别连接过程中存在的所有弱点。 如果您可以确定延迟发生的位置,则可以调整您的服务以获得更快和更可靠的性能。

更不用说,TTFB 也会影响 SEO; 因此,这对于您的在线可见性也至关重要。

哪些因素会影响 TTFB?

三个动作影响 TTFB:

向服务器发送请求

用户发出请求后,服务器会根据某些因素(如 DNS 查找时间、网络速度、服务器距离等)接收请求; TTFB 开始。

处理请求

收到请求后,服务器必须处理请求并生成响应。 该过程从数据库调用、与网络内其他系统的通信、运行脚本等开始。

回复

接下来,服务器将其生成的响应发送回发出请求的用户。 现在,它取决于用户和企业网络的连接速度。

这里,TTFB 是用户从第一个字节开始接收响应的时间度量。

如何提高TTFB?

减少延迟

延迟可能发生在任何一侧; 您的服务器和/或用户。 虽然您无法控制用户的连接速度,但您当然可以提高服务器速度。 尝试通过利用 CDN 来减少服务器负载,这可以将静态内容放在靠近用户的位置,从而提高页面加载速度。

快速 DNS 解析

DNS 解析时间不应超过 100 毫秒。 发生这种情况时,请考虑优化 DNS 设置。 如果问题仍然存在,您也可以更改 DNS 提供商。

升级您的网站托管

TTFB 超过 200 毫秒对您的网站不利。 可能 TTFB 缓慢的原因是您的网站托管服务提供商由于网络拥塞和服务器超负荷工作。

如果是这种情况,您可以就此与托管服务提供商交谈或升级您的计划。 否则,您也可以将网站移至其他提供商。 如果您使用的是 WordPress,请查看这些高级托管平台。

提高后端性能

如果您没有正确规范化或索引您的数据库,它可能会拖慢响应时间。 因此,规范化和索引数据库以进行快速查询。 它还将通知您的数据库快速查找表列,而不是检查每个列。

服务器端缓存

通过维护经常需要读取的文件和数据以在服务器缓存中传输来减少处理器负载和数据库查询。

外部监控

如果您通过实施一些策略优化了 TTFB,那就太好了!

你会一直想保持这种状态。

但软件更新、硬件、站点更新和其他方面的变化可能会导致 TTFB 增加。 所以,在为时已晚之前注意这些。

您可以实施站点性能监控工具。 如果性能不佳,它将帮助您快速解决问题。

什么是带宽?

网络的最大容量,包括网络规模和服务器处理能力,称为带宽。

简而言之,它是在给定时间点可以发送和/或接收的数据量的度量。 它以比特/秒、兆比特/秒或千兆比特/秒为单位进行测量。

影响带宽的因素

互联网连接包含特定的最大带宽。 某些因素可能会限制特定设备的带宽,从而导致连接速度变慢。 下面列出的这些因素可能源于连接的性质或用户的计算机。

互联网使用

带宽受您在设备中执行的任务总数的影响。 在同时增加任务数量时,速度会减慢。 因此,请考虑序列化您的任务。

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上行和下行带宽

从设备流出的数据是上游,而流向设备的数据是下游。

一般来说,与上游相比,互联网流程包括更多的下游使用; 因此,互联网连接更强调下游带宽。

因此,当在大数据传输、视频聊天、远程访问、IP 语音呼叫等期间需要增加上行时,带宽会受到影响。

后台消费

带宽受设备上发生的并发下载和上传数量的影响。

单连接,多用户

随着单个网络中用户数量的增加,它会增加服务器负载并导致数据传输速度变慢。

路由器距离

如果您的设备放置得离路由器较近,与放置较远的情况相比,您将体验到更高的带宽。

如何提高带宽?

使用 QoS 设置

服务质量 (QoS) 设置帮助网络支持重要应用程序和命令流量规则以优先处理某些流量类型。 因此,所需的应用程序不必为带宽而苦苦挣扎。

基于云的应用程序可能会有所帮助。

转向云以增强网络性能。 尝试将部分流量外包给私有云和公共云网络,减轻网络压力。

消除不必要的流量

您可以阻止在工作时间内对您的工作效率没有任何价值的非必要流量。 这样,您的带宽就可以仅用于运行基本操作。

定期更新和备份

数据和软件的更新和备份对于性能和安全观点都至关重要。 但是这些进程占用了大量的网络带宽。

这就是为什么你应该有策略地安排他们,最好是在正常工作时间之外。

什么是吞吐量?

网络吞吐量是在指定时间范围内可以从源传输到目的地的数据总量的度量。

换句话说,吞吐量衡量的是成功到达目的地的数据包数量。 它以位/秒或数据/秒为单位计算。

影响吞吐量的因素

传输介质的限制

与传输介质相关的带宽或理论容量限制了吞吐量。

例如,如果带宽速率是 100 Mbps,无论如何它都不会爬升到更高。 事实上,发送的实际数据将在 95% 左右,或多或少。

网络拥堵🚸

在高度拥塞的网络中,吞吐量会降低。

潜伏

如果特定网络上的延迟更多,吞吐量就会受到影响。

协议操作

在网络上承载和传送数据包的协议也会影响吞吐量。

数据包丢失或错误

在某些类型的流量中,数据包错误和丢失会影响吞吐量。 这是因为这些数据包需要重新传输,这进一步降低了吞吐量。

数据包遭到破坏的原因可能是安全攻击、设备损坏等。

如果你想测量吞吐量,你可以使用一些工具,比如 太阳风, iPerf, pingb, ETC。

如何提高吞吐量?

最小化延迟

您应该做的第一件事就是尽量减少网络延迟,因为它会极大地影响网络性能并导致糟糕的用户体验。

您可以从上述部分获得帮助来解决此问题。

清除网络瓶颈

通过升级路由器避免网络瓶颈,减少缩短数据包传输距离的节点总数。 因此,它可以减少拥塞以获得更好的吞吐量。

密切关注占用过多带宽的应用程序。

如果您使用的 Internet 连接远远超过公平份额,吞吐量将会降低。 因此,除非必要,否则请关闭那些使用过多带宽的应用程序。

重启网络

安排定期重新启动您的网络系统,如调制解调器、路由器等。因此,当它们重新开始工作时,它们可以表现出出色的性能。

检查你的硬件

不要让有故障的硬件影响吞吐量。 因此,请检查您的网络硬件,看看这端是否存在任何差异。

与您的 ISP 谈谈

如果一切就绪,但吞吐率仍然很低,请考虑与您的互联网服务提供商 (ISP) 沟通。 也许错在他们这边。

结论

我希望您对延迟、TTFB、带宽和吞吐量有所了解。 尝试实施我上面提到的提示和技巧来增强网络的性能。

接下来,成为网络管理员。