Monitoraggio semplice dell’ampiezza di banda con PRTG

L’ampiezza di banda era originariamente misurata in bit al secondo ed espressa come bps. Tuttavia, le reti di oggi hanno tipicamente un’ampiezza di banda molto maggiore di quanto possa essere comodamente espresso utilizzando unità di misura così piccole. Ora è comune vedere numeri più elevati indicati con prefissi metrici come Mbps, (megabit al secondo), Gbps (gigabit al secondo) o Tbps (terabit al secondo).

K = kilo = 1,000 bits

M = mega = 1,000 kilo = 1,000,000 bits

G = giga = 1,000 mega = 1,000,000,000 bits

T = tera = 1,000 giga = 1,000,000,000,000 bits

Dopo i terabit, esistono petabit, exabit, zettabit  yottabit, ciascuno rappresentante un’ulteriore potenza di 10.

L’ampiezza di banda può anche essere espressa in byte al secondo. Questa è comunemente denotata da una B maiuscola. Ad esempio, 10 megabyte al secondo sarebbero indicati 10 MB/s o 10 MBps.

Un byte corrisponde a otto bit.

Quindi, 10 MB/s = 80 Mb/s.

Gli stessi prefissi metrici possono essere utilizzati con i byte come con i bit. Quindi, 1 TB/s è un terabyte al secondo.

Solitamente misuri l’ampiezza di banda utilizzando software o firmware e un’interfaccia di rete. Comuni strumenti di misurazione dell’ampiezza di banda sono, ad esempio:

• Test TCP utility (TTCP). Questo strumento misura l’efficienza su una rete IP tra due host. Un host è il ricevente e l’altro host è il mittente. Ciascun lato mostra il numero di byte trasmessi e il tempo necessario a ciascun pacchetto per completare il percorso a un senso.
• Paessler PRTG. Questo software fornisce un’interfaccia grafica e schemi per la misurazione delle tendenze di banda su periodi di tempo più lunghi e può misurare il traffico tra interfacce diverse.

Solitamente, per misurare l’ampiezza di banda, viene calcolata la quantità totale di traffico inviata e ricevuta in uno specifico periodo di tempo. Le misurazioni risultanti sono quindi espresse come cifra al secondo.

Un altro metodo per misurare l’ampiezza di banda è quello di trasferire uno o più file di dimensioni note e quindi calcolare il tempo necessario al trasferimento. Il risultato viene convertito in bps dividendo la dimensione dei file per la quantità di tempo richiesta dal trasferimento. La maggior parte dei test per la misurazione della velocità di Internet impiegano questo metodo per calcolare la velocità di connessione a Internet del computer di un utente.

Se da un lato non c’è alcun modo per misurare l’ampiezza di banda totale disponibile, ci sono molti modi per definire l’ampiezza di banda misurata, a seconda della necessità.

Massimo teorico

La frequenza di trasmissione più elevata in circostanze ideali. La frequenza di trasferimento massima teorica non può essere ottenuta in impianti effettivi ed è solitamente utilizzata solo a fini di confronto, ad esempio per stabilire quanto una connessione funzioni bene rispetto al suo potenziale massimo teorico.

Ampiezza di banda effettiva 

La massima frequenza di trasmissione affidabile. È sempre più bassa rispetto al massimo teorico ed è talvolta considerata la migliore ampiezza di banda utilizzabile. L’ampiezza di banda effettiva è necessaria per comprendere quanto traffico può essere supportato da una connessione.

Efficienza 

La frequenza media di un trasferimento dati riuscito. È utile per comprendere la velocità tipica o solita di una connessione. L’efficienza è data dalla misura dei dati trasmessi divisa per il tempo impiegato dalla trasmissione per finire. Misurata in byte al secondo, l’efficienza può essere confrontata con l’ampiezza di banda effettiva e con il massimo teorico per stabilire quanto la connessione si stia comportando bene.

Goodput 

La quantità di dati utili trasferita, esclusi dati indesiderati quali ritrasmissioni di pacchetti o overhead dei protocolli. Il goodput è calcolato dividendo le dimensioni dei dati trasmessi per la quantità di tempo impiegata dalla trasmissione.

Metodo di trasferimento totale 

Conta tutto il traffico in un determinato periodo di tempo, solitamente un mese. Questo è il metodo più utile per fatturare in base alla quantità di banda impiegata.

Metodo del 95° percentile 

Per evitare di avere misurazioni di banda alterate da picchi di utilizzo, i carrier spesso usano il metodo del 95° percentile. L’idea è quella di misurare ininterrottamente l’impiego di banda nel tempo e quindi rimuovere il 5 percento di utilizzo massimo. Questo metodo è utile per fatturare in base alla quantità di banda impiegata solitamente in un determinato periodo di tempo.

In reti reali, l’ampiezza di banda varia nel tempo a seconda dell’utilizzo e delle connessioni di rete. Di conseguenza, una singola misurazione dice molto poco dell’effettivo utilizzo della banda. Una serie di misurazioni può essere più utile quando si stabiliscono medie o tendenze.

Velocità

Il flusso di dati in una rete può essere pensato in molti modi. La velocità di una rete è definita come il bit rate del circuito, determinato dalla velocità fisica di segnale del medium.

Ampiezza di banda

L’ampiezza di banda indica quanta capacità fisica del circuito può essere utilizzata per trasmettere dati ed è determinata da quanta capacità di rete è disponibile in base alla connessione. Se da un lato una connessione di rete Gigabit Ethernet consentirebbe l’uso di 1 Gbps, la banda disponibile per un computer connesso tramite una scheda Fast Ethernet sarebbe di soli 100 Mbps.

Throughput

Il throughput (resa di trasmissione dati) è la percentuale di trasmissione andata a buon fine, mentre l’ampiezza di banda è la quantità di dati che attraversa l’interfaccia di rete, indipendentemente dal fatto che i dati siano oggetto di un’effettiva trasmissione o meno. Di conseguenza, il throughput sarà sempre inferiore all’ampiezza di banda.

Ci sono diversi motivi per misurare l’ampiezza di banda. Uno scarso livello di banda utilizzabile rispetto all’ampiezza di banda massima teorica potrebbe essere segno di problemi di rete, soprattutto se diverse parti di una rete che dovrebbero operare allo stesso modo presentano notevoli differenze in termini di banda utilizzabile.

Inoltre, misurare l’ampiezza di banda è necessario per garantire che le connessioni pagate siano all’altezza di quanto promesso. Gli utenti domestici possono eseguire un test online per determinare l’ampiezza di banda, come lo speed test DSLReports. Le connessioni aziendali potrebbero essere servite meglio misurando il throughput tra uffici connessi da una connessione di linea in licenza d’uso da un carrier.

Gestione dell’ampiezza di banda

Per implementare una corretta gestione della banda o comandi QoS, occorre innanzitutto comprendere quale banda è utilizzata. Una volta determinato questo, una misurazione continua assicurerà che tutti gli utenti ricevano la banda necessaria.

Strozzamento della banda

Una volta compresi i pattern di utilizzo della banda e stabilito se determinati utenti o applicazioni danneggino le prestazioni di rete di altri, è possibile utilizzare degli strumenti per limitare la quantità di banda impiegata.

Valori massimi dell’ampiezza di banda

Alcuni tipi di connessione hanno una banda massima definita. La banda effettiva dipende da numerosi fattori, tra cui ambiente, cablaggio e utilizzo ed è solitamente inferiore al massimo teorico.

Nella maggior parte dei casi, la banda è acquistata presso le aziende di telecomunicazioni. La banda della maggior parte dei consumatori è venduta "fino a": ciò significa che il cliente può ottenere fino a 40 MB/s, ma non ha sempre quella velocità quando si serve della connessione.

La velocità può essere più elevata o più bassa in diversi momenti della giornata o in diverse circostanze. Anche la banda aziendale è solitamente acquistata presso le aziende di telecomunicazioni. Tuttavia, numerosi contratti aziendali prevedono prestazioni contrattuali che devono essere soddisfatte, inclusi un minimo di banda utilizzabile, un tempo di attività minimo e altri valori.

Inoltre, la misurazione della banda può essere utilizzata per fatturare in base all’utilizzo specifico anziché per una connessione completa. Ad esempio, il proprietario di un sito Web può pagare l’host del sito stesso solo per la quantità di banda impiegata da quel sito Web specifico in un determinato periodo di tempo, come ad esempio un intervallo di fatturazione mensile.

Banda ridotta

Sebbene i protocolli moderni siano abbastanza abili nel non perdere pacchetti, una banda ridotta può comunque causare alcuni problemi:

• il completamento delle operazioni richiede troppo tempo con conseguenti interruzioni o anomalie di processo quali errori di applicazione o database o malfunzionamenti dei backup
• gli utenti possono notare lunghi tempi di latenza tra il momento in cui fanno qualcosa, come cliccare su un pulsante e la risposta a tale azione
• per gli utenti che tentano di effettuare telefonate tramite una rete, come nel caso del VoIP, avere una banda insufficiente può provocare chiamate di bassa qualità
• le videochiamate effettuate senza la banda necessaria avranno non solo un suono di bassa qualità, ma anche un video di bassa qualità o mosso

Per gli utenti Internet, negli Stati Uniti la FCC (United States Federal Communications Commission) raccomanda una banda minima di 4 Mbps per prestazioni adeguate quando si effettua lo streaming di un video con qualità HD. Numerosi lettori video possono lavorare con una banda inferiore effettuando il “buffering”, ossia scaricando dati in anticipo rispetto a quando vengono effettivamente visualizzati.

Anche i gamer sono spesso frustrati da una banda limitata. Quando i giocatori giocano con altri giocatori online, quelli con le connessioni più rapide vedono più in fretta ciò che sta accadendo e i dati relativi alle loro reazioni sono trasmessi e ricevuti più rapidamente. La FCC raccomanda una velocità di download minima di 4 Mbps per il Gaming Multiplayer online in HD.

Troppa banda

Alcuni problemi tecnici sono causati da un eccesso di banda. Un’ampiezza di banda dalla maggiore capacità, tuttavia, normalmente costa di più. Quindi, un’ampiezza di banda eccessiva potrebbe non essere vantaggiosa in termini di costo.

Latenza

Il design di rete e le infrastrutture possono a loro volta creare problemi di banda. La latenza misura i ritardi su una rete che potrebbero causare throughput o goodput più bassi. Una rete a bassa latenza ha ritardi brevi, mentre una rete a latenza elevata ha ritardi più lunghi. Una latenza elevata impedisce che i dati utilizzino per intero la capacità della rete riducendo così l’ampiezza di banda.

Trovare e risolvere problemi di banda aiuta a migliorare le prestazioni di rete senza aggiornamenti costosi.

Ping e traceroute

Strumenti quali Ping e traceroute possono aiutare a risolvere problemi semplici.

• Effettuare il ping di un server di prova, ad esempio, fornirà informazioni circa la velocità con cui i dati possono essere inviati e ricevuti, oltre ai tempi medi di andata e ritorno. Tempi di ping elevati indicano una maggiore latenza nella rete.
• Un traceroute può aiutare a stabilire se sono presenti troppe connessioni singole di rete o salti, lungo il percorso della connessione. Inoltre, il traceroute indica il tempo impiegato da ciascun salto. Un tempo più lungo in corrispondenza di un singolo salto può indicare la fonte di un problema.

TTCP

Il TTCP misura il tempo necessario affinché i dati viaggino da un’interfaccia di rete all’altra con un ricevitore all’altra estremità. Questo elimina il percorso di ritorno dal calcolo e può aiutare a individuare rapidamente i problemi. Se la banda misurata è inferiore a quanto ci si aspettava, ulteriori misurazioni possono isolare il problema.

Software di monitoraggio dell’ampiezza di banda

Anche PRTG, software di monitoraggio dell’ampiezza di banda, può aiutare a risolvere problemi di banda che non dipendono dal design. Misurando l’impiego di banda nel tempo, ad esempio, puoi stabilire se specifici utenti o applicazioni a volte impiegano una maggiore quantità di banda e causano congestioni di rete.

In PRTG, i “sensori” sono gli elementi base del monitoraggio. Un sensore monitora solitamente un valore misurato nella tua rete (ad esempio, il traffico di una porta switch, il carico della CPU di un server o lo spazio libero di un’unità disco).

In media, occorrono circa 5-10 sensori per ogni dispositivo o un sensore per ogni porta switch.