Độ trễ mạng là gì?
Độ trễ mạng là sự chậm trễ trong giao tiếp mạng. Độ trễ mạng cho biết thời gian cần để truyền dữ liệu qua mạng. Mạng có thời gian chậm trễ hoặc trì hoãn cao sẽ có độ trễ cao, trong khi mạng có thời gian phản hồi nhanh sẽ có độ trễ thấp. Các doanh nghiệp muốn hoạt động giao tiếp mạng diễn ra nhanh hơn và có độ trễ thấp để cải thiện năng suất và nâng cao tính hiệu quả trong hoạt động kinh doanh. Một số loại ứng dụng, chẳng hạn như động lực học chất lưu và nhiều trường hợp sử dụng điện toán hiệu năng cao khác, yêu cầu độ trễ mạng thấp để có thể theo kịp nhu cầu điện toán. Độ trễ mạng cao làm giảm hiệu năng ứng dụng và khiến ứng dụng có nguy cơ cao xảy ra lỗi.
Tại sao độ trễ lại quan trọng?
Khi ngày càng có nhiều công ty triển khai chuyển đổi kỹ thuật số, họ sử dụng các ứng dụng và dịch vụ trên nền tảng đám mây để thực hiện các hoạt động kinh doanh cơ bản. Các hoạt động cũng dựa vào dữ liệu được thu thập từ thiết bị thông minh kết nối với Internet, được gọi chung là Internet vạn vật. Thời gian trì hoãn do độ trễ có thể gây ra tình trạng thiếu hiệu quả, đặc biệt là trong các hoạt động theo thời gian thực phụ thuộc vào dữ liệu cảm biến. Độ trễ cao cũng làm giảm lợi ích của việc đầu tư mạnh tay vào dung lượng mạng, gây ảnh hưởng đến cả trải nghiệm người dùng lẫn sự hài lòng của khách hàng ngay cả khi doanh nghiệp triển khai nhiều mạng lưới tốn kém.
Ứng dụng nào yêu cầu độ trễ mạng thấp?
Tất cả doanh nghiệp đều muốn có độ trễ thấp, tuy nhiên yếu tố này còn quan trọng hơn đối với một số ngành công nghiệp và ứng dụng cụ thể. Sau đây là các trường hợp sử dụng điển hình.
Ứng dụng phân tích phát trực tuyến
Các ứng dụng phân tích phát trực tuyến, chẳng hạn như ứng dụng đấu giá theo thời gian thực, đặt cược trực tuyến và trò chơi nhiều người chơi, sử dụng và phân tích một lượng lớn dữ liệu phát trực tuyến thời gian thực từ nhiều nguồn khác nhau. Người dùng các ứng dụng trên dựa vào thông tin chính xác theo thời gian thực để ra quyết định. Họ muốn mạng có độ trễ thấp do quá trình trì hoãn có thể gây ra nhiều hậu quả về mặt tài chính.
Quản lý dữ liệu theo thời gian thực
Các ứng dụng dành cho doanh nghiệp thường hợp nhất và tối ưu hóa dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ như từ phần mềm, cơ sở dữ liệu giao dịch, đám mây và cảm biến khác. Các ứng dụng này sử dụng công nghệ thu thập dữ liệu thay đổi (CDC) để thu thập và xử lý những thay đổi trong dữ liệu theo thời gian thực. Vấn đề về độ trễ mạng có thể dễ dàng gây trở ngại đối với hiệu suất của các ứng dụng này.
Tích hợp API
Hai hệ thống máy tính riêng biệt giao tiếp với nhau bằng giao diện lập trình ứng dụng (API). Sẽ có nhiều lần quá trình xử lý hệ thống sẽ dừng lại đến khi nhận được phản hồi từ API. Từ đó, độ trễ mạng sẽ gây ra nhiều vấn đề về hiệu năng ứng dụng. Ví dụ: một trang web đặt vé máy bay sẽ sử dụng một lệnh gọi API để lấy thông tin về số lượng ghế trống trên một chuyến bay cụ thể. Độ trễ mạng có thể gây ảnh hưởng đến hiệu năng và khiến trang web này ngừng hoạt động. Vào thời điểm trang web nhận được phản hồi từ API và khởi động lại, có thể đã có người khác đặt vé và bạn có thể đã bỏ lỡ.
Trường hợp hoạt động từ xa có chức năng video
Một số luồng công việc, chẳng hạn như máy khoan ép, camera nội soi và máy bay không người lái phục vụ tìm kiếm và cứu hộ có chức năng video, yêu cầu người vận hành kiểm soát máy từ xa bằng video. Trong các trường hợp này, mạng có độ trễ cao giữ vai trò vô cùng quan trọng trong việc giúp tránh những hậu quả đe dọa đến tính mạng.
Nguyên nhân của độ trễ mạng là gì?
Trong thuật ngữ mạng, thiết bị máy khách và máy chủ giao tiếp với nhau thông qua một mạng máy tính. Khách hàng gửi yêu cầu dữ liệu, sau đó máy chủ gửi dữ liệu phản hồi. Mạng máy tính được cấu thành từ một loạt các thiết bị, chẳng hạn như bộ định tuyến, bộ chuyển mạch, tường lửa và các đường liên kết như dây cáp hoặc phương tiện truyền dẫn không dây. Ở dạng gói dữ liệu nhỏ, các yêu cầu và phản hồi dữ liệu được truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác thông qua nhiều đường liên kết cho đến khi tới được điểm đích. Các thiết bị mạng, chẳng hạn như bộ định tuyến, modem và bộ chuyển mạch, liên tục xử lý và định tuyến các gói dữ liệu qua nhiều đường dẫn mạng khác nhau dưới dạng dây cáp, sợi cáp quang hoặc phương tiện truyền dẫn không dây. Kết quả cho ra các hoạt động mạng phức tạp và nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến tốc độ truyền gói dữ liệu. Sau đây là các yếu tố phổ biến tạo nên độ trễ mạng.
Phương tiện truyền dẫn
Liên kết hoặc phương tiện truyền dẫn có tác động lớn nhất đến độ trễ khi dữ liệu đi qua. Ví dụ: mạng cáp quang có độ trễ thấp hơn mạng không dây. Tương tự, mỗi khi chuyển từ phương tiện truyền dẫn này sang phương tiện truyền dẫn khác, thời gian truyền dẫn tổng thể của mạng sẽ tăng thêm một vài mili giây.
Khoảng cách truyền lưu lượng truy cập mạng
Khoảng cách giữa các điểm cuối của mạng càng dài, độ trễ mạng sẽ càng tăng. Ví dụ: nếu máy chủ ứng dụng nằm cách xa người dùng cuối về mặt địa lý, độ trễ của họ có thể sẽ cao hơn.
Số bước nhảy mạng
Nhiều bộ định tuyến trung gian tăng số bước nhảy yêu cầu của các gói dữ liệu, khiến độ trễ mạng tăng lên. Một số chức năng của thiết bị mạng, chẳng hạn như xử lý địa chỉ trang web và tra cứu bảng định tuyến, cũng làm tăng thời gian trễ.
Khối lượng dữ liệu
Khối lượng dữ liệu đồng thời lớn có khả năng làm tăng vấn đề về độ trễ mạng do khả năng xử lý của các thiết bị mạng có thể chịu giới hạn. Đó là lý do tại sao cơ sở hạ tầng mạng dùng chung như Internet có thể làm tăng độ trễ của ứng dụng.
Hiệu năng máy chủ
Hiệu năng máy chủ ứng dụng có khả năng tạo ra độ trễ mạng có thể nhận thấy được. Trong trường hợp này, hoạt động giao tiếp dữ liệu bị chậm trễ không phải do vấn đề mạng, mà là vì máy chủ phản hồi chậm.
Làm thế nào bạn có thể đo độ trễ mạng?
Bạn có thể đo độ trễ mạng bằng cách sử dụng các chỉ số như Thời gian phản hồi của máy chủ và Thời gian trễ trọn vòng. Bạn có thể sử dụng bất kỳ chỉ số nào trong số đó để giám sát và kiểm tra mạng.
Thời gian phản hồi của máy chủ
Thời gian phản hồi của máy chủ (TTFB) ghi lại thời gian cần cho byte đầu tiên của dữ liệu đến được máy khách từ máy chủ sau khi thiết lập kết nối. TTFB phụ thuộc vào hai yếu tố:
- Thời gian máy chủ web cần để xử lý yêu cầu và tạo phản hồi
- Thời gian cần thiết để phản hồi quay lại máy khách
Do đó, TTFB đo cả thời gian xử lý máy chủ và độ trễ mạng.
Bạn cũng có thể đo độ trễ như TTFB nhận thức, thời gian này dài hơn TTFB thực tế do thời gian máy khách cần để xử lý thêm phản hồi.
Thời gian trễ trọn vòng
Thời gian trễ trọn vòng (RTT) là thời gian máy khách cần để gửi một yêu cầu và nhận được phản hồi từ máy chủ. Độ trễ mạng dẫn đến trễ trọn vòng và làm tăng RTT. Tuy nhiên, tất cả các phép đo của RTT bằng các công cụ giám sát mạng là chỉ báo một phần bởi vì dữ liệu có thể đi qua các đường dẫn mạng khác nhau trong khi đi từ máy khách đến máy chủ và ngược lại.
Lệnh Ping
Quản trị viên mạng sử dụng lệnh ping để xác định thời gian cần thiết để 32 byte dữ liệu đến được đích và nhận phản hồi trở lại. Đó là một cách để xác định mức độ tin cậy của một kết nối. Tuy nhiên, bạn không thể dùng lệnh ping để kiểm tra nhiều đường dẫn từ cùng một bảng điều khiển hay giảm các vấn đề liên quan đến độ trễ.
Các loại độ trễ khác là gì?
Hệ thống máy tính có thể có nhiều độ trễ khác nhau, chẳng hạn như độ trễ ổ đĩa, độ trễ cáp quang và độ trễ hoạt động. Sau đây là các loại độ trễ chủ đạo.
Độ trễ ổ đĩa
Độ trễ ổ đĩa tính toán thời gian cần để đọc và lưu trữ dữ liệu của một thiết bị điện toán. Đó là lý do việc viết một số lượng lớn tệp thay vì viết một tệp lớn duy nhất có thể xảy ra chậm trễ khi lưu trữ. Ví dụ: ổ cứng có độ trễ ổ đĩa lớn hơn ổ cứng thể rắn.
Độ trễ cáp quang
Độ trễ cáp quang là thời gian mà ánh sáng cần để truyền ở một khoảng cách cụ thể thông qua sợi cáp quang. Ở tốc độ ánh sáng, với mỗi kilômét mà ánh sáng truyền qua không gian, độ trễ sẽ là 3,33 micro giây. Tuy nhiên, với mỗi kilômét truyền đi trong sợi cáp quang, độ trễ sẽ là 4,9 micro giây. Tốc độ mạng có thể giảm với mỗi đoạn cáp uốn cong hoặc bị lỗi.
Độ trễ hoạt động
Độ trễ hoạt động là thời gian trì hoãn do các hoạt động điện toán. Đây là một trong những yếu tố khiến máy chủ chậm trễ. Khi các hoạt động chạy lần lượt theo trình tự, bạn có thể tính toán độ trễ hoạt động dưới dạng tổng thời gian mà mỗi hoạt động riêng lẻ cần để chạy. Trong luồng công việc song song, hoạt động chậm nhất sẽ quyết định thời gian trễ hoạt động.
Ngoài độ trễ, đâu là yếu tố quyết định hiệu năng mạng?
Ngoài độ trễ, bạn còn có thể tính toán hiệu năng mạng ở khía cạnh băng thông, thông lượng, phương sai độ trễ và mất gói tin.
Băng thông
Băng thông tính toán khối lượng dữ liệu có thể đi qua mạng tại một thời điểm nhất định. Băng thông được tính theo đơn vị dữ liệu mỗi giây. Ví dụ: mạng có băng thông 1 gigabit mỗi giây (Gbps) thường hoạt động ổn định hơn mạng có băng thông 10 megabit mỗi giây (Mbps).
So sánh độ trễ với băng thông
Nếu mạng được xem như một đường ống nước, băng thông sẽ cho bạn biết chiều rộng của đường ống, còn độ trễ là tốc độ nước đi qua đường ống. Độ trễ sẽ tăng trong giai đoạn sử dụng cao điểm khi có ít băng thông, tuy nhiên có nhiều băng thông cũng không nhất thiết đồng nghĩa với việc bạn sẽ có nhiều dữ liệu hơn. Trên thực tế, độ trễ có thể làm giảm lợi nhuận trên vốn đầu tư vào cơ sở hạ tầng băng thông cao, tốn kém.
Thông lượng
Thông lượng là khối lượng dữ liệu trung bình thực sự có thể đi qua mạng trong một khoảng thời gian cụ thể. Thông lượng cho biết số gói dữ liệu tới được điểm đích thành công và mất gói dữ liệu.
So sánh độ trễ với thông lượng
Thông lượng tính toán tác động của độ trễ đối với băng thông mạng. Thông lượng cho biết lượng băng thông có sẵn sau khi trừ độ trễ. Ví dụ: băng thông mạng có thể ở mức 100 Mbps, nhưng do độ trễ, thông lượng của băng thông chỉ ở mức 50 Mbps vào ban ngày nhưng tăng lên 80 Mbps vào ban đêm.
Phương sai độ trễ (jitter)
Phương sai độ trễ là sự thay đổi thời gian trễ giữa hoạt động truyền dẫn dữ liệu và nhận dữ liệu qua một kết nối mạng. Để người dùng có trải nghiệm tốt hơn, độ trễ nhất quán sẽ được ưu tiên hơn so với độ trễ có tính biến động.
So sánh độ trễ với phương sai độ trễ
Phương sai độ trễ là sự thay đổi độ trễ của mạng theo thời gian. Độ trễ gây ra tình trạng chậm trễ trong quá trình truyền các gói dữ liệu qua mạng, còn phương sai độ trễ lại xảy ra khi các gói mạng này được truyền đến theo thứ tự khác với dự tính của người dùng.
Mất gói tin
Mất gói tin tính toán số gói dữ liệu không tới được điểm đích. Các yếu tố như lỗi phần mềm, vấn đề phần cứng và tắc nghẽn mạng, gây ra tình trạng mất gói tin trong quá trình truyền dẫn dữ liệu.
So sánh độ trễ với mất gói tin
Độ trễ tính toán tình trạng chậm trễ trong gói tin tới được điểm đích. Độ trễ được tính theo đơn vị thời gian như mili giây. Mất gói tin là một giá trị phần trăm tính toán số gói tin không tới được điểm đích. Tức là nếu có 91/100 gói tin tới được điểm đích, giá trị mất gói tin là 9%.
Bạn có thể cải thiện các vấn đề về độ trễ mạng bằng cách nào?
Bạn có thể giảm độ trễ mạng bằng cách tối ưu hóa cả mạng và mã ứng dụng của bạn. Sau đây là một vài đề xuất.
Nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng
Bạn có thể nâng cấp thiết bị mạng bằng các tùy chọn cấu hình mạng, phần cứng và phần mềm mới nhất trên thị trường. Bảo trì mạng thường xuyên cũng giúp cải thiện thời gian xử lý gói tin và giảm độ trễ mạng.
Giám sát hiệu năng mạng
Các công cụ quản lý và giám sát mạng có thể thực hiện các chức năng như kiểm thử API mô phỏng và phân tích trải nghiệm người dùng cuối. Bạn có thể sử dụng chúng để kiểm tra độ trễ mạng theo thời gian thực và khắc phục sự cố về độ trễ mạng.
Nhóm điểm cuối mạng
Tạo mạng con là phương pháp nhóm các điểm cuối mạng thường xuyên giao tiếp với nhau. Mạng con đóng vai trò là một mạng nằm trong một mạng khác để giảm thiểu bước nhảy qua bộ định tuyến không cần thiết và cải thiện độ trễ mạng.
Sử dụng các phương pháp định hình lưu lượng truy cập
Bạn có thể cải thiện độ trễ mạng bằng cách ưu tiên các gói dữ liệu dựa trên loại. Ví dụ: bạn có thể ưu tiên cho ứng dụng định tuyến mạng ưu tiên cao như lưu lượng truy cập các cuộc gọi VoIP và trung tâm dữ liệu trong khi trì hoãn các loại lưu lượng truy cập khác. Điều này giúp cải thiện độ trễ chấp nhận được đối với các quy trình kinh doanh quan trọng trên một có mạng độ trễ cao khác.
Giảm khoảng cách mạng
Bạn có thể cải thiện trải nghiệm người dùng bằng cách lưu trữ máy chủ và cơ sở dữ liệu gần với người dùng cuối của bạn hơn về mặt địa lý. Ví dụ: nếu thị trường bạn hướng đến là Ý, bạn sẽ có hiệu năng cao hơn khi lưu trữ các máy chủ của mình ở Ý hoặc châu Âu thay vì Bắc Mỹ.
Giảm bước nhảy mạng
Trong quá trình di chuyển từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác, mỗi khi thực hiện bước nhảy, gói dữ liệu sẽ làm tăng độ trễ mạng. Thông thường, lưu lượng truy cập phải thực hiện nhiều bước nhảy qua Internet công cộng, qua các đường dẫn mạng có khả năng tắc nghẽn và vừa đủ để tới được điểm đích của bạn. Tuy nhiên, bạn có thể sử dụng nhiều giải pháp đám mây để chạy các ứng dụng gần hơn với người dùng cuối. Đây cũng là một cách giúp giảm khoảng cách di chuyển trong hoạt động giao tiếp mạng và số bước nhảy của lưu lượng truy cập mạng. Ví dụ: bạn có thể sử dụng Trình tăng tốc toàn cầu của AWS để tích hợp lưu lượng truy cập vào mạng toàn cầu AWS gần nhất có thể thông qua mạng dự phòng toàn cầu của AWS, giúp cải thiện tính sẵn sàng và hiệu năng ứng dụng của bạn.
AWS có thể giúp bạn giảm độ trễ bằng cách nào?
AWS sở hữu một số giải pháp giúp giảm độ trễ mạng và cải thiện hiệu năng, mang đến cho người dùng cuối trải nghiệm tốt hơn. Bạn có thể triển khai bất kỳ dịch vụ nào sau đây tùy theo yêu cầu của bạn.
- AWS Direct Connect là dịch vụ đám mây có khả năng kết nối trực tiếp mạng của bạn với AWS nhằm mang tới tính nhất quán cao hơn và độ trễ mạng thấp. Khi tạo kết nối mới, bạn có thể chọn một kết nối lưu trữ do Đối tác phân phối AWS Direct Connect cung cấp hoặc chọn một kết nối chuyên dụng từ AWS để triển khai tại hơn 100 địa điểm AWS Direct Connect trên toàn thế giới.
- Amazon CloudFront là dịch vụ mạng phân phối nội dung được xây dựng với hiệu suất cao, an toàn và thuận tiện cho nhà phát triển. Bạn có thể sử dụng dịch vụ này để phân phối nội dung một cách an toàn với độ trễ thấp và tốc độ truyền nhanh chóng.
- Trình tăng tốc toàn cầu của AWS là một dịch vụ mạng giúp cải thiện hiệu suất lưu lượng truy cập của người dùng lên đến 60% bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng mạng toàn cầu của AWS. Khi Internet bị nghẽn, AWS Global Accelerator sẽ tối ưu hóa đường dẫn đến ứng dụng của bạn để giữ cho tình trạng mất gói dữ liệu, tình trạng chập chờn và độ trễ luôn ở mức thấp.
- Khu vực địa phương AWS là một loại hình triển khai cơ sở hạ tầng đặt các dịch vụ điện toán, lưu trữ, cơ sở dữ liệu và các dịch vụ chọn lọc khác của AWS gần hơn với các trung tâm có dân số lớn và trung tâm ngành. Bạn có thể đưa các ứng dụng sáng tạo yêu cầu độ trễ thấp đến gần hơn với người dùng cuối và hệ thống lắp đặt tại chỗ.
Bắt đầu sử dụng AWS Direct Connect bằng cách tạo tài khoản AWS ngay hôm nay.
Các bước tiếp theo để sử dụng giá trị Độ trễ trên AWS
Bắt đầu xây dựng với AWS trên Bảng điều khiển quản lý AWS.