Борба за милисекунди. Как да изберем сървъра с най-нисък пинг

За много задачи закъсненията между клиента и сървъра са критични, например при онлайн игри, видео/гласови конференции, IP телефония, VPN и др. Ако сървърът е твърде далеч от клиента на ниво IP мрежа, тогава закъсненията (популярно наричани „ping“, „lag“) ще попречат на работата.

Географската близост на сървър не винаги е равна на близост на ниво IP маршрутизация. Така, например, сървър в друга държава може да е „по-близо“ до вас, отколкото сървър във вашия град. Всичко се дължи на особеностите на маршрутизирането и изграждането на мрежата.

Как да изберем сървър, който да е максимално близо до всички потенциални клиенти? Какво е IP мрежова свързаност? Как да насоча клиент към най-близкия сървър? Нека разберем в статията.

Измерване на закъснения

Първо, нека се научим как да измерваме закъсненията. Тази задача не е толкова проста, колкото може да изглежда, защото закъсненията могат да варират за различните протоколи и размери на пакети. Може също да пропуснете краткосрочни събития, като спадове с продължителност няколко милисекунди.

ICMP - редовен пинг

Ще използваме помощната програма Unix ping; тя ви позволява ръчно да задавате интервалите между изпращането на пакети, което версията ping за Windows не може да направи. Това е важно, защото ако има дълги паузи между пакетите, може просто да не видите какво се случва между тях.

Размер на пакета (опция -s) - по подразбиране помощната програма ping изпраща пакети с размер 64 байта. При такива малки пакети явленията, които се случват при по-големите пакети, може да не бъдат забележими, така че ще зададем размера на пакета на 1300 байта.

Интервал между пакетите (опция -i) — време между изпращанията на данни. По подразбиране пакетите се изпращат веднъж в секунда, това е много дълго, реалните програми изпращат стотици и хиляди пакети в секунда, така че ще зададем интервала на 0.1 секунда. Програмата просто не позволява по-малко.

В резултат на това командата изглежда така:

ping -s 1300 -i 0.1 yandex.ru

Този дизайн ви позволява да видите по-реалистична картина на закъсненията.

Пинг чрез UDP и TCP

В някои случаи TCP връзките се обработват по различен начин от ICMP пакетите и поради това измерванията може да варират в зависимост от протокола. Също така често се случва хостът просто да не отговаря на ICMP и обикновеният ping да не работи. Това цял живот прави един домакин например. microsoft.com.

Полезност nping от разработчиците на известния скенер nmap може да генерира всякакви пакети. Може да се използва и за измерване на закъснения.
Тъй като UDP и TCP работят на конкретни портове, трябва да „пингваме“ конкретен порт. Нека се опитаме да пингваме TCP 80, тоест портът на уеб сървъра:

$ sudo nping --tcp -p 80 --delay 0.1 -c 0 microsoft.com

Starting Nping 0.7.80 ( https://nmap.org/nping ) at 2020-04-30 13:07 MSK
SENT (0.0078s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480
SENT (0.1099s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480
RCVD (0.2068s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=43 id=0 iplen=44  seq=1480267007 win=64240 <mss 1440>
SENT (0.2107s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480
RCVD (0.3046s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=43 id=0 iplen=44  seq=1480267007 win=64240 <mss 1440>
SENT (0.3122s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480
RCVD (0.4247s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=42 id=0 iplen=44  seq=2876862274 win=64240 <mss 1398>

Max rtt: 112.572ms | Min rtt: 93.866ms | Avg rtt: 101.093ms
Raw packets sent: 4 (160B) | Rcvd: 3 (132B) | Lost: 1 (25.00%)
Nping done: 1 IP address pinged in 0.43 seconds

По подразбиране nping изпраща 4 пакета и спира. опция -в 0 позволява безкрайно изпращане на пакети; за да спрете програмата, трябва да натиснете Ctrl+C. Статистиката ще бъде показана в края. Виждаме, че средната стойност на rtt (време на отиване и връщане) е 101 ms.

MTR - трасиране на стероиди

Програма MTR My Traceroute е разширена помощна програма за проследяване на маршрути до отдалечен хост. За разлика от обичайната системна помощна програма traceroute (в Windows това е помощната програма tracert), тя може да показва закъснения на всеки хост във веригата на пакетите. Той може също така да проследява маршрути не само чрез ICMP, но и чрез UDP и TCP.

$ sudo mtr microsoft.com

(Може да се кликне) MTR програмен интерфейс. Проследяването на маршрута до microsoft.com започна

MTR незабавно показва ping на всеки хост във веригата и данните се актуализират постоянно, докато програмата работи и могат да се видят краткосрочни промени.
Екранната снимка показва, че възел #6 има загуби на пакети, но всъщност това не е напълно вярно, защото някои рутери могат просто да отхвърлят пакети с изтекъл TTL и да не върнат отговор за грешка, така че данните за загуба на пакети могат да бъдат игнорирани тук.

WiFi срещу кабел

Тази тема не е съвсем подходяща за статията, но според мен е много важна в контекста на забавянията. Много обичам WiFi, но ако имам и най-малката възможност да се свържа с интернет с кабел, ще го използвам. Също така винаги обезсърчавам хората да използват WiFi камери.
Ако играете сериозни онлайн шутъри, предавате поточно видео или търгувате на борсата: моля, използвайте интернет чрез кабел.

Ето визуален тест за сравнение на WiFi и кабелни връзки. Това е пинг към WiFi рутера, тоест дори още не е интернет.

(Може да се кликне) Сравнение на ping към WiFi рутер чрез кабел и чрез WiFi

Вижда се, че през WiFi забавянето е с 1ms повече, а понякога има пакети със забавяне десет пъти по-дълго! И това е само кратък период от време. В същото време същият рутер произвежда стабилни забавяния от <1ms.

В примера по-горе се използва WiFi 802.11n на 2.4 GHz, само лаптоп и телефон са свързани към WiFi точката за достъп. Ако имаше повече клиенти на точката за достъп, резултатите биха били много по-лоши. Ето защо съм толкова против превключването на всички офис компютри към WiFi, ако е възможно да се достигне до тях с кабел.

IP свързаност

И така, научихме се да измерваме закъсненията към сървъра, нека се опитаме да намерим най-близкия сървър до нас. За да направим това, можем да разгледаме как работи маршрутизирането на нашия доставчик. Удобно е да използвате услугата за това bgp.he.net

Когато влизаме в сайта, виждаме, че нашият IP адрес принадлежи на автономната система AS42610.

Като разгледаме графиката за свързаност на автономните системи, можем да видим чрез кои доставчици от по-високо ниво нашият доставчик е свързан с останалия свят. Всяка една от точките може да се кликне, можете да влезете и да прочетете какъв доставчик е.

График на свързаност на автономните системи на доставчика

С помощта на този инструмент можете да проучите как са структурирани каналите на всеки доставчик, включително хостинг. Вижте към кои доставчици е свързан директно. За да направите това, трябва да въведете IP адреса на сървъра в търсенето на bgp.he.net и да погледнете графиката на неговата автономна система. Можете също така да разберете как един център за данни или хостинг доставчик е свързан с друг.

Повечето точки за обмен на трафик предоставят специален инструмент, наречен look glass, който ви позволява да извършвате ping и traceroute от определен рутер в точката за обмен.

Тук, например, огледало от MGTS

Така че, когато избираме сървър, можем да видим предварително как ще изглежда от различни точки за обмен на трафик. И ако потенциалните ни клиенти се намират в определен географски район, можем да намерим оптималното местоположение за сървъра.

Изберете най-близкия сървър

Решихме да опростим процедурата за намиране на оптималния сървър за нашите клиенти и създадохме страница с автоматично тестване на близки локации: RUVDS центрове за данни.
Когато посетите дадена страница, скриптът измерва закъсненията от вашия браузър към всеки сървър и ги показва на интерактивна карта. Когато щракнете върху център за данни, се показва информация с резултатите от теста.

Бутонът ви отвежда до тестовата страница за латентност за всички наши центрове за данни. За да видите резултатите от теста, щракнете върху точката на центъра за данни на картата

Източник: www.habr.com