ما المقصود بزمن استجابة الشبكة؟
زمن استجابة الشبكة هو التأخير في اتصال الشبكة. وهو يعرض الوقت المستغرق لنقل البيانات عبر الشبكة. تتمتع الشبكات التي تشهد تأخيرًا أو مُدد تأخر أطول بزمن استجابة طويل، في حين أن الشبكات ذات أوقات الاستجابة السريعة لها وقت انتقال قصير. تفضل الشركات زمن الاستجابة القصير واتصالات شبكة أسرع لتحقيق إنتاجية أكبر وعمليات تجارية أكثر كفاءة. تتطلب بعض أنواع التطبيقات، مثل ديناميكيات الموائع وحالات استخدام الحوسبة عالية الأداء الأخرى، زمن استجابة قصير عبر الشبكة لمواكبة متطلبات الحوسبة الخاصة بها. تتسبب أزمنة الاستجابة السريعة عبر الشبكة في تدهور أداء التطبيق، وقد يكون ذلك بدرجات عالية تؤدي إلى تعطّله.
ما سبب أهمية زمن الاستجابة؟
نظرًا لأن المزيد من الشركات تخضع للتحول الرقمي، فإنها تستخدم التطبيقات والخدمات المستندة إلى السحابة لأداء وظائف الأعمال الأساسية. تعتمد العمليات أيضًا على البيانات التي يتم جمعها من الأجهزة الذكية المتصلة بالإنترنت، والتي تسمى مجتمعةً إنترنت الأشياء. يمكن أن يؤدي الوقت المتأخر من أزمنة الاستجابة إلى حدوث أوجه قصور، خاصةً في العمليات في الوقت الفعلي التي تعتمد على بيانات المستشعر. زمن الاستجابة المرتفع يقلل أيضًا من مزايا إنفاق المزيد على سعة الشبكة، ما يؤثر على كل من تجربة المستخدم ورضا العملاء حتى لو قامت الشركات بتنفيذ دوائر شبكة باهظة الثمن.
ما التطبيقات التي تتطلب زمن استجابة منخفض للشبكة؟
على الرغم من أن جميع الشركات تفضل زمن الاستجابة المنخفض، إلا أنه أكثر أهمية بالنسبة لبعض القطاعات والتطبيقات الخاصة. فيما يلي أمثلة على حالات الاستخدام.
تطبيقات تحليلات البث
تقوم تطبيقات تحليلات البث مثل المناقصات في الوقت الفعلي والمراهنات عبر الإنترنت والألعاب متعددة اللاعبين باستهلاك وتحليل كميات كبيرة من بيانات البث في الوقت الفعلي من مصادر مختلفة. يعتمد مستخدمو هذه التطبيقات على معلومات دقيقة في الوقت الفعلي لاتخاذ القرارات. إنهم يفضلون شبكة ذات زمن استجابة منخفض لأن التأخر يمكن أن يكون له عواقب مالية.
إدارة البيانات في الوقت الفعلي
تقوم تطبيقات المؤسسة في الغالب بدمج البيانات وتحسينها من مصادر مختلفة، مثل البرامج الأخرى وقواعد بيانات المعاملات والسحابة وأجهزة الاستشعار. تستخدم تقنية رصد التغير في البيانات (CDC) لتسجيل تغييرات البيانات ومعالجتها في الوقت الفعلي. يمكن أن تتداخل مشكلات زمن استجابة الشبكة بسهولة مع أداء هذه التطبيقات.
تكامل واجهة برمجة التطبيقات (API)
يتواصل نظامان مختلفان للكمبيوتر مع بعضهما باستخدام واجهة برمجة التطبيقات (API). في كثير من الأحيان، تتوقف معالجة النظام حتى تقوم واجهة برمجة التطبيقات (API) بإرجاع استجابة. وبالتالي فإن زمن استجابة الشبكة يخلق مشكلات في أداء التطبيق. على سبيل المثال، يستخدم موقع ويب خاص بحجز الرحلات مكالمة واجهة برمجة التطبيقات (API) للحصول على معلومات حول عدد المقاعد المتاحة في رحلة معينة. قد يؤثر زمن استجابة الشبكة على أداء موقع الويب، ما يؤدي إلى توقفه عن العمل. بحلول الوقت الذي يتلقى فيه موقع الويب استجابة من واجهة برمجة التطبيقات ويعيد تشغيله، ربما يكون شخص آخر قد حجز التذكرة وفاتتك.
العمليات عن بُعد التي تدعم الفيديو
إن بعض تدفقات سير العمل، مثل مكابس الحفر الممكنة بالفيديو وكاميرات التنظير الداخلي والطائرات المسيرة بدون طيار الخاصة بالبحث والإنقاذ، تتطلب من المشغل التحكم في الماكينة عن بُعد باستخدام الفيديو. في هذه الحالات، تعد الشبكات ذات زمن الاستجابة المرتفع ضروريةً لتجنب العواقب التي تهدد الحياة.
ما الأسباب المؤثرة في زمن استجابة الشبكة؟
في مصطلحات الشبكة، يتصل جهاز عميل وخادم باستخدام شبكة كمبيوتر. يرسل العميل طلبات البيانات، ويرسل الخادم استجابات البيانات. تمثل شبكة الكمبيوتر سلسلةً من الأجهزة، مثل أجهزة التوجيه أو المحولات أو جُدُر الحماية والارتباطات مثل الكابلات أو الإرسال اللاسلكي. في شكل حزم بيانات صغيرة، تنتقل طلبات البيانات والاستجابات من جهاز إلى آخر عبر الارتباطات حتى تصل إلى وجهتها. تقوم أجهزة الشبكة، مثل أجهزة التوجيه وأجهزة المودم والمحولات، بمعالجة حزم البيانات وتوجيهها باستمرار عبر مسارات شبكة مختلفة مصنوعة من الأسلاك أو كبلات الألياف الضوئية أو وسائط الإرسال اللاسلكي. ونتيجةً لذلك، تكون عمليات الشبكة معقدةً، وتؤثر عوامل مختلفة على سرعة انتقال حزم البيانات. فيما يلي العوامل الشائعة التي تؤدي إلى زمن استجابة الشبكة.
وسيط ناقل الحركة
يكون لوسيط الإرسال أو رابط الإرسال أكبر تأثير على زمن الاستجابة أثناء مرور البيانات خلاله. على سبيل المثال، تتمتع شبكة الألياف الضوئية بزمن استجابة أقل من الشبكة اللاسلكية. وبالمثل، في كل مرة تنتقل فيها الشبكة من وسيط إلى آخر، فإنها تضيف بضعة أجزاء إضافية من الثانية إلى إجمالي وقت النقل.
المسافة التي تقطعها حركة مرور الشبكة
المسافات الطويلة بين نقاط نهاية الشبكة تزيد من زمن استجابة الشبكة. على سبيل المثال، إذا كانت خوادم التطبيقات بعيدةً جغرافيًا عن المستخدمين النهائيين، فقد تواجه زمن استجابة أكبر.
عدد قفزات (خطوات) الشبكة
تعمل أجهزة التوجيه الوسيطة المتعددة على زيادة عدد القفزات التي تتطلبها حزم البيانات، ما يؤدي إلى زيادة زمن استجابة الشبكة. تعمل وظائف أجهزة الشبكة، مثل معالجة عنوان موقع الويب وعمليات البحث في جداول التوجيه، أيضًا على زيادة زمن الاستجابة.
حجم البيانات
يمكن أن يؤدي ارتفاع حجم البيانات المتزامنة إلى زيادة مشكلات زمن استجابة الشبكة لأن أجهزة الشبكة يمكن أن يكون لها سعة معالجة محدودة. هذا هو السبب في أن البنية الأساسية المشتركة للشبكة، مثل الإنترنت، يمكن أن تزيد من زمن استجابة التطبيقات.
أداء الخوادم
يمكن أن ينتج عن أداء خوادم التطبيقات زمن استجابة كبير للشبكة. في هذه الحالة، يتم تأخير اتصال البيانات ليس بسبب مشكلات في الشبكة، ولكن لأن الخوادم تستجيب ببطء.
كيف يمكنك قياس زمن استجابة الشبكة؟
يمكنك قياس زمن استجابة الشبكة باستخدام مقاييس مثل "الوقت إلى أول بايت" و"وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا". يمكنك استخدام أي من هذه المقاييس لمراقبة الشبكات واختبارها.
الوقت إلى أول بايت
يقوم الوقت إلى أول بايت (TTFB) بتسجيل الوقت الذي تستغرقه الشبكة حتى يصل أول بايت من البيانات إلى العميل من الخادم بعد إنشاء الاتصال. يعتمد الوقت إلى أول بايت (TTFB) على عاملين:
- الوقت الذي يستغرقه خادم الويب في معالجة الطلب وإنشاء استجابة
- الوقت الذي تستغرقه الاستجابة للعودة إلى العميل
وبالتالي، يقيس الوقت إلى أول بايت (TTFB) كلاً من وقت معالجة الخادم وتأخر الشبكة.
يمكنك أيضًا قياس زمن الاستجابة على أنه الوقت إلى أول بايت (TTFB) المتصور، وهو أطول من الوقت إلى أول بايت (TTFB) الفعلي بسبب المدة التي يستغرقها جهاز العميل في معالجة الاستجابة بشكل أكبر.
وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا
وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT) هو الوقت الذي يستغرقه العميل في إرسال طلب وتلقي الرد من الخادم. يتسبب زمن استجابة الشبكة في تأخير رحلة الذهاب والإياب وزيادة وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT). ومع ذلك، فإن جميع قياسات وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا (RTT) بواسطة أدوات مراقبة الشبكة هي مؤشرات جزئية لأن البيانات يمكن أن تنتقل عبر مسارات شبكة مختلفة أثناء الانتقال من العميل إلى الخادم والعودة.
الأمر Ping
يستخدم مسؤولو الشبكة الأمر ping في تحديد الوقت المطلوب لعدد 32 بايت من البيانات للوصول إلى وجهتها وتلقي استجابة إرجاع. إنها طريقة لتحديد مدى موثوقية الاتصال. ومع ذلك، لا يمكنك استخدام ping للتحقق من مسارات متعددة من وحدة التحكم نفسها أو تقليل مشكلات زمن الاستجابة.
ما الأنواع الأخرى من زمن الاستجابة؟
يمكن أن يواجه نظام الكمبيوتر العديد من أزمنة الاستجابة المختلفة، مثل زمن استجابة الأقراص وزمن استجابة الألياف الضوئية وزمن الاستجابة التشغيلي. فيما يلي أنواع مهمة من زمن الاستجابة.
زمن استجابة الأقراص
يقوم زمن استجابة الأقراص بقياس الوقت الذي يستغرقه جهاز حوسبة في قراءة البيانات وتخزينها. هذا هو السبب في أنه قد يكون هناك تأخير في التخزين عند كتابة عدد كبير من الملفات بدلاً من ملف واحد كبير. على سبيل المثال، تتمتع محركات الأقراص الثابتة بزمن استجابة اقراص أكبر مقارنةً بمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة.
زمن استجابة الألياف الضوئية
زمن استجابة الألياف الضوئية هو الوقت الذي يستغرقه الضوء في الانتقال لمسافة معينة عبر كبل ألياف ضوئية. عند سرعة الضوء، يحدث زمن استجابة يبلغ 3.33 ميكروثانية لكل كيلومتر ينتقل فيه الضوء عبر الفضاء. ومع ذلك، في كبل الألياف الضوئية، يتسبب كل كيلومتر في زمن استجابة يبلغ 4.9 ميكروثانية. يمكن أن تنخفض سرعة الشبكة مع كل ثني أو عيب في الكابل.
زمن الاستجابة التشغيلي
زمن الاستجابة التشغيلي هو الفاصل الزمني بسبب عمليات الحوسبة. إنه أحد العوامل التي تؤثر على استجابة الخادم. عند تشغيل العمليات واحدةً تلو الأخرى في تسلسل، يمكنك حساب زمن الاستجابة التشغيلي كمجموع الوقت الذي تستغرقه كل عملية تشغيل فردية. في تدفقات سير العمل المتوازي، تحدد العملية الأبطأ زمن الاستجابة التشغيلي.
ما العوامل الأخرى بخلاف زمن الاستجابة التي تحدد أداء الشبكة؟
بخلاف زمن الاستجابة، يمكنك قياس أداء الشبكة من حيث عرض النطاق الترددي، ومعدل النقل، وتقلقل الشبكة، وفقدان الحزم.
للشبكة
يقيس عرض النطاق الترددي حجم البيانات الذي يمكن أن يمر عبر شبكة في وقت معين. يتم قياسه بوحدات البيانات في الثانية. على سبيل المثال، غالبًا ما تعمل الشبكة ذات النطاق الترددي 1 جيجابت في الثانية (Gbps) بشكل أفضل من الشبكة ذات النطاق الترددي 10 ميجابت في الثانية (Mbps).
مقارنة زمنالاستجابة بعرض النطاق الترددي
إذا نظرت إلى الشبكة كأنبوب مياه، فإن عرض النطاق الترددي يشير إلى عرض الأنبوب، وزمن الاستجابة هو السرعة التي تنتقل بها المياه عبر الأنبوب. على الرغم من أن عرض النطاق الترددي الأقل يزيد من زمن الاستجابة أثناء ذروة الاستخدام، إلا أن زيادة عرض النطاق الترددي لا يعني بالضرورة زيادة البيانات. وفي الواقع، يمكن أن يقلل زمن الاستجابة من عائد الاستثمار في البنية الأساسية باهظة الثمن ومرتفعة عرض النطاق الترددي.
معدل الانتقال
معدل النقل يشير إلى متوسط حجم البيانات التي يمكن أن تمر فعليًا عبر الشبكة خلال فترة زمنية محددة. يشير إلى عدد حزم البيانات التي تصل إلى وجهتها بنجاح وعدد حزم البيانات المفقودة.
مقارنة زمنالاستجابة بمعدل النقل
يقيس معدل النقل تأثير زمن الاستجابة على عرض النطاق الترددي للشبكة. يشير إلى عرض النطاق الترددي المتاح بعد زمن الاستجابة. على سبيل المثال، قد يصل عرض النطاق الترددي للشبكة إلى 100 ميجابت في الثانية، ولكن نظرًا لزمن الاستجابة، يبلغ معدل النقل 50 ميجابت في الثانية فقط خلال النهار ولكنها تزيد إلى 80 ميجابت في الثانية في أثناء الليل.
تقلقل الشبكة
تقلقل الشبكة هو اختلاف التأخير الزمني بين إرسال البيانات واستلامها عبر اتصال الشبكة. يُفضل التأخير الثابت على اختلافات التأخير للحصول على تجربة مستخدم أفضل.
مقارنة زمنالاستجابة بتقلقل الشبكة
تقلقل الشبكة هو التغير في زمن استجابة الشبكة بمرور الوقت. يتسبب زمن الاستجابة في حدوث تأخيرات في حزم البيانات التي تنتقل عبر الشبكة، ولكن يحدث تقلقل الشبكة عند وصول حزم الشبكة هذه بترتيب مختلف عما يتوقعه المستخدم.
فقدان الحزم
يقيس فقدان الحزم عدد حزم البيانات التي لا تصل أبدًا إلى وجهتها. تتسبب عوامل مثل أخطاء البرامج ومشكلات الأجهزة وازدحام الشبكة في فقدان الحزم أثناء إرسال البيانات.
مقارنة زمن الاستجابة بفقدان الحزم
زمن الاستجابة يقيس التأخير في وصول الحزمة إلى الوجهة. يجري قياسه بوحدات زمنية مثل المللي ثانية. فقدان الحزم هو قيمة النسبة المئوية التي تقيس عدد الحزم التي لم تصل أبدًا. ولذلك إذا وصلت 91 من أصل 100 حزمة، فإن فقدان الحزمة يكون 9%.
كيف يمكنك تحسين مشكلات زمن استجابة الشبكة؟
يمكنك تقليل زمن استجابة الشبكة عن طريق تحسين كل من شبكتك والتعليمة البرمجية لتطبيقك. فيما يلي بعض الاقتراحات.
ترقية البنية الأساسية للشبكة
يمكنك ترقية أجهزة الشبكة باستخدام أحدث خيارات تكوين الأجهزة والبرامج والشبكة في السوق. تعمل الصيانة المنتظمة للشبكة على تحسين وقت معالجة الحزم وتساعد في تقليل زمن استجابة الشبكة.
مراقبة أداء الشبكة
يمكن لأدوات مراقبة الشبكة وإدارتها تنفيذ وظائف مثل اختبارات واجهات برمجة التطبيقات الوهمية وتحليل تجربة المستخدم النهائي. يمكنك استخدامها في التحقق من زمن استجابة الشبكة في الوقت الفعلي واستكشاف مشكلات زمن استجابة الشبكة وإصلاحها.
تجميع نقاط نهاية الشبكة
تقسيم الشبكة إلى شبكات فرعية هو طريقة تجميع نقاط نهاية الشبكة التي تتواصل بشكل متكرر مع بعضها البعض. تعمل الشبكة الفرعية كشبكة داخل الشبكة لتقليل قفزات جهاز التوجيه غير الضرورية وتحسين زمن استجابة الشبكة.
استخدام أساليب تشكيل حركة المرور
يمكنك تحسين زمن استجابة الشبكة من خلال تحديد أولويات حزم البيانات بناءً على النوع. على سبيل المثال، يمكنك أن تجعل شركتك توجه التطبيقات ذات الأولوية العالية مثل مكالمات نقل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) وحركة مرور مركز البيانات أولاً وفي الوقت نفسه تأخير أنواع أخرى من حركة المرور. يؤدي ذلك إلى تحسين زمن الاستجابة المقبول لعمليات الأعمال المهمة على شبكة ذات زمن استجابة مرتفع بخلاف ذلك.
تقليل مسافة الشبكة
يمكنك تحسين تجربة المستخدم من خلال استضافة الخوادم وقواعد البيانات الخاصة بك جغرافيًا بالقرب من المستخدمين النهائيين. على سبيل المثال، إذا كان السوق المستهدف هو إيطاليا، فستحصل على أداء أفضل من خلال استضافة خوادمك في إيطاليا أو أوروبا وليس أمريكا الشمالية.
تقليل قفزات الشبكة
كل قفزة تأخذها حزمة البيانات أثناء انتقالها من جهاز توجيه إلى جهاز توجيه تزيد من زمن استجابة الشبكة. عادةً، يجب أن تأخذ حركة المرور قفزات متعددة عبر الإنترنت العام، عبر مسارات الشبكة التي من الممكن أن تكون مزدحمةً وغير متكررة، للوصول إلى وجهتك. ومع ذلك، يُمكنك استخدام حلول السحابة لتشغيل التطبيقات بالقرب من المستخدمين النهائيين كوسيلة لتقليل المسافة التي تقطعها اتصالات الشبكة وعدد القفزات التي تتخذها حركة مرور الشبكة. على سبيل المثال، يمكنك استخدام AWS Global Accelerator لدمج حركة المرور على شبكة AWS العالمية بالقرب منها قدر الإمكان، وذلك باستخدام شبكة AWS المتكررة عالميًا للمساعدة في تحسين توافر تطبيقك وأدائه.
كيف يمكن أن تساعدك AWS في تقليل زمن الاستجابة؟
يتوفر لدى AWS عدد من الحلول لتقليل زمن استجابة الشبكة وتحسين الأداء للحصول على تجربة أفضل للمستخدم النهائي. يمكنك تنفيذ أي من الخدمات التالية، حسب متطلباتك.
- AWS Direct Connect عبارة عن خدمة سحابية تربط شبكتك مباشرةً بـ AWS لتقديم أداء أكثر اتساقًا وزمن استجابة منخفض. عند إنشاء اتصال جديد، يمكنك اختيار اتصال مستضاف يوفره شريك توصيل AWS Direct Connect، أو اختيار اتصال مخصص من AWS لنشره في أكثر من 100 موقع AWS Direct Connect حول العالم.
- Amazon CloudFront عبارة عن خدمة تستند إلى شبكات تسليم المحتوى والغرض من تصميمها هو توفير الأداء العالي، والأمان، والراحة للمطورين. يمكنك استخدامه لتقديم المحتوى بطريقة آمنة وبزمن استجابة منخفض وسرعات نقل عالية.
- AWS Global Accelerator هي خدمة شبكات تعمل على تحسين أداء حركة بيانات المستخدمين بنسبة تصل إلى 60% باستخدام البنية الأساسية لشبكة AWS العالمية. عندما تكون شبكة الإنترنت مزدحمة، تعمل AWS Global Accelerator على تحسين المسار إلى تطبيقك لتقليل احتمال فقدان الحزمة، وتقلقل الشبكة، ووقت الاستجابة باستمرار.
- تُعد AWS Local Zones نوعًا من عمليات نشر البنية الأساسية التي تعمل على تقريب خدمات الحوسبة والتخزين وقواعد البيانات وبعض الخدمات الأخرى من AWS إلى المواقع ذات الكثافة السكانية الكبيرة والمراكز الصناعية. يُمكنك تقديم تطبيقات مبتكرة تحتاج إلى زمن استجابة منخفض في مواقع قريبة من المستخدمين النهائيين وعمليات التثبيت المحلية.
ابدأ استخدام AWS Direct Connect من خلال إنشاء حساب AWS اليوم.
