تاخیر شبکه چیست؟

داشتن سرعت مناسب در وب سایت‌ها از جمله موارد مهم در راه اندازی کسب و کارها به حساب می‌آید که در صورت مناسب بودن سئو را بهبود می‌بخشد و تجربه ای مناسب را برای کاربران رقم خواهد زد. در راستای حفظ سرعت وب سایت باید با موضوعاتی از جمله تاخیر شبکه آشنا باشید؛ چرا که این امر به صورت مستقیم بر عملکرد وب سایت اثر خواهد گذاشت. در این مقاله به معرفی تاخیر شبکه می‌پردازیم پس یا ما همراه باشید.

تأخیر شبکه چیست؟

به بازه زمانی ای که طول می‌کشد تا یک بسته داده از فرستنده به گیرنده برسد و برگردد را تاخیر شبکه می‌گویند. شبکه‌های با تاخیر کم، تاخیر کوتاه تری در انتقال داده دارند، در صورتی که شبکه‌های با تاخیر بالا تاخیرهای طولانی تری دارند.

عوامل موثر در تاخیر شبکه

فاصله

از مهم ترین عوامل اثر گذار در این موضوع به حساب می‌آید. سرعت اتصال به مسافتی که دستگاه درخواست کننده از سرور میزبان دارد بستگی دارد. هر چه این فاصله بیشتر باشد تاخیر سرور بیش تر می‌شود.

وزن صفحه وب

که به آن اندازه ی صفحه نیز می‌گویند. شامل همه ی فایل‌هایی است که صفحه را تشکیل می‌دهد. که میتوان به تصاویر، فیلم‌ها، اسکریپت‌ها، محتوای متن اشاره کرد.

نرم افزار و سخت افزار انتقال

سخت افزار و نرم افزار انتقال داده نیز قادرند بر انتقال داده از نقطه ای به نقطه ای دیگر اثر بگذارند. که می‌تواند شامل مواردی همچون کابل‌های فیبر نوری، روترها و نقاط دسترسی WiFi باشد. در کنار آن، دستگاه‌هایی همچون متعادل کننده بار، فایروال ها و سیستم‌های پیشگیری از نفوذ (IPS) نیز می‌توانند بر تأخیر تأثیر بگذارند.

تفاوت میان تاخیر شبکه، توان عملیاتی و پهنای باند

با وجود آن که این سه مورد با هم در ارتباط اند ولی تفاوت‌هایی نیز دارند که در اینجا به توضیح درباره ی آن‌ها می‌پردازیم:

• تاخیر شبکه: سرعتی که بسته‌های داده از فرستنده به گیرنده می‌رسند و بر می‌گردند، می‌گویند.
• توان عملیاتی: به مقدار داده ای که با موفقیت در یک شبکه و در یک دوره خاص جریان می‌یابد می‌گویند. که این امر با در نظز گرفتن تاخبر شبکه حساب می‌شود.
• پهنای باند: بیشترین ظرفیت حجم داده‌ای که می‌تواند در هر زمان معین از طریق شبکه جریان یابد. می‌گویند؛ هرچه پهنای باند بیشتر باشد داده‌های بیشتری از آن عبور خواهند کرد.

مناسب ترین حالت برای انتقال سریع داده‌ها توان عملیاتی و پهنای باند بالا در کنار تاخیر شبکه ی کم می‌باشد.

عوامل موثر در افزایش تاخیر شبکه

در اینجا به معرفی عوامل موثر در تاخیر شبکه می‌پردازیم:

• خطاهای سرور سیستم نام دامنه (DNS)

در صورتی که وب سرور به درستی کار نکند می‌تواند تاخبر شبکه را افزایش دهد و حتی از دسترسی بازدیدکنندگان به سایت شما جلوگیری نماید. از جمله مشکلات وب سرور ها که کاربران می‌توانند با آن‌ها مواجه شوند می‌توان به خطای 404 و خطای 500 اشاره کرد.

• مشکلات دستگاه شبکه

دستگاه‌های شبکه مانند روترها و سوئیچ‌هایی که دارای حافظه کم یا استفاده از CPU زیاد هستند، می‌توانند انتقال داده‌ها را به تأخیر بیندازند.

• انتخاب ضعیف رسانه انتقال

انتخاب رسانه ی مناسب برای انتقال امری بسیار مهم به حساب می‌آید؛ چرا که وجود اختلال‌ها در سخت افزار و نرم افزار‌ها می‌توانند زمان تاخیر را افزایش دهند.

• روترهای متعدد

در صورتی که از رونرهای متعددی استفاده نمایید ممکن است شبکه ای کندتر ایحاد شود. چراکه هر بار که یک بسته داده از یک روتر به روتر دیگر می‌رود، تأخیر افزایش می‌یابد. علاوه بر آن، این امر می‌تواند موجب از دست دادن بسته داده‌ها را نیز شود.

• طرح مسیریابی غیربهینه برای تسهیل انتقال سریع داده ها

تکنیکی است که مسیرهای احتمالی ترافیک داده را برای سفر از طریق شبکه قبل از انتخاب بهترین آنها محاسبه می‌کند.

• قالب بندی ضعیف پایگاه داده back-end

یک پایگاه داده وب سایت با فرمت و بهینه سازی ضعیف می‌تواند تأخیر ایجاد کند. از دیگر دلایل رایج برای کندی پایگاه داده استفاده نادرست از فهرست و محاسبات پیچیده است. پایگاه داده ای که برای انواع مختلف دستگاه‌ها بهینه نشده است نیز می‌تواند عملکرد سایت را کند کند.

• شرایط محیطی نامناسب

این امر می‌تواند به سیگنال‌های بی‌سیم ماهواره‌ها آسیب بزند و در نتیجه بر اتصال اینترنت تأثیر بگذارند و مشکلات تاخیر ایجاد کند.

• و…

نحوه نظارت بر تأخیر شبکه

در این بخش، به معرفی ابزارهای مختلف مانیتورینگ شبکه می‌پردازیم که می‌توان از آن در آزمایش و اندازه گیری تاخیر شبکه استفاده نمود.

نحوه تست تاخیر شبکه

در این بخش به معرفی سه روش اصلی برای بررسی تأخیر شبکه و اتصال می‌پردازیم:

• ping

این فرمان این امکان را برای مدیران شبکه فراهم می‌آورد تا بررسی کنند ایا  آدرس های IP خاصی وجود دارد و می‌تواند درخواست‌ها را انجام دهد با خیر. زمانی که شما یک IP را پینگ می‌کنید، یک بسته داده درخواستی پروتکل پیام کنترل اینترنت (ICMP) را به میزبان مورد نظر از طریق شبکه IP ارسال می کند و منتظر پاسخ اکو می‌ماند.

• Traceroute

با کمک دستور tracert یا traceroute، مدیران شبکه قادر خواهند بود بسته‌های داده را از طریق شبکه ارسال و مسیری را که طی می‌کنند ردیابی کنند. علاوه بر آن تعداد پرش‌هایی که برای رسیدن به میزبان انجام می‌دهند و مدت زمان بین پرش‌ها را نشان می‌دهد. علاوه بر این، این دستور حتی می‌تواند چندین مسیر را بررسی کند.

• My traceroute (MTR)

از جمله ابزار تست تأخیر است که به ادغام پینگ و ردیابی می‌پردازد. و به عنوان دقیق ترین روش در تست تاخیر شبکه کاربرد دارد. این روش تست تأخیر شبکه دقیق ترین روش است. شما می‌توانید روش‌های تست تأخیر شبکه بالا را در سیستم‌عامل‌های مختلف از جمله Windows، Linux و macOS انجام دهید.

نحوه اندازه گیری تاخیر شبکه

دو روش برای اندازه گیری تاخیر وجود دارد که شامل زمان رفت و برگشت یا زمان تا اولین بایت می‌باشد که در اینجا به معرفی آن می‌پردازیم:

(RTT) Round trip time : به بازه زمانی ای که یک بسته داده از مشتری به سرور ارسال و برمی‌گردد، می‌گویند.

Time to First Byte (TTFB) : به بازه زمانی ای که سرور برای دریافت اولین بایت داده پس از ارسال درخواست توسط مشتری، طول می‌کشد، می‌گویند.

تاخیر شبکه در میلی ثانیه اندازه گیری می‌شود. که از نظر تست سرعت وب سایت، این سرعت اغلب نرخ پینگ نیز نامیده می‌شود. هرچه نرخ پینگ کمتر باشد، تأخیر کمتر است. شبکه‌های مورد اعتماد در اکثر مواقع دارای نرخ پینگ قابل قبولی هستند که بین 50 تا 100 میلی ثانیه می‌باشد. زیر 50 یک نرخ پینگ خوب و کم در نظر گرفته می‌شود. برعکس، تاخیر شبکه بیش از 100 میلی ثانیه در انتهای پینگ بالای طیف قرار می‌گیرد.

چگونه تاخیر شبکه را کاهش دهیم؟

بعد از آشنایی با روش‌های نظارت بر شبکه، حال باید نحوه رفع مشکلات تأخیر را بیاموزیم. در  بخش زیر به معرفی چندین راه برای کاهش تاخیر و بهبود زمان بارگذاری می‌پردازیم پس با ما همراه باشید.

• استفاده از CDN

Content Delivery Network (CDN) گروهی از سرورها است که در مکان‌های مختلف در سراسر جهان پخش می‌شوند تا به سرعت بخشیدن به تحویل محتوای وب‌سایت کمک کنند. به عنوان شبکه توزیع محتوا نیز شناخته می شود. بدون CDN، مرورگر بازدیدکننده سایت به سرور مبدا – رایانه ای که نسخه اصلی فایل های وب سایت را میزبانی می کند – متصل می شود و محتوای وب سایت را درخواست می کند. همانطور که قبلا ذکر شد، فاصله بر تأخیر شبکه تأثیر می گذارد. بنابراین، بازدیدکننده‌ای که از سرور دور است، احتمالاً با یک وب‌سایت کم‌بار مواجه می‌شود.

استفاده از CDN به حل این مشکل کمک می کند. سرورهای CDN محتوای وب سایت را از سرور اصلی ذخیره یا ذخیره می کنند. هنگامی که یک بازدیدکننده سایت می خواهد دوباره به یک وب سایت دسترسی پیدا کند، مرورگر به جای سرور مبدا به سرور CDN که در نزدیکترین فاصله به بازدید کننده قرار دارد متصل می شود. فاصله کوتاه‌تر تاخیر شبکه را کاهش می‌دهد و به صفحه وب اجازه می‌دهد سریع‌تر برای کاربر بارگذاری شود. علاوه بر کاهش تأخیر، استفاده از CDN می تواند به توزیع ترافیک شبکه، جلوگیری از اضافه بار سرور و بهبود امنیت وب سایت کمک کند. همچنین می تواند هزینه های مصرف پهنای باند را کاهش دهد – یکی از بزرگترین هزینه های میزبانی وب.

• درخواست های HTTP خارجی کمتری داشته باشید

با وجود آنکه ممکن است عملکرد سایت را بهبود بخشند ولی سعی کنید از اسکریپت ها و منابع خارجی کمتری استفاده کنید. در صورتی که شما به محتوای میزبانی شده در سرور دیگری به جای سرور خودتان ارجاع می‌دهید، مرورگر یک درخواست HTTP خارجی ارسال می‌کند. که این امر می‌تواند شامل درخواست محتوایی مانند رسانه یا فایل های جاوا اسکریپت و CSS باشد. سرعت انتقال داده برای درخواست های HTTP خارجی به کیفیت و عملکرد سرور شخص ثالث بستگی دارد. در صورتی که سرور با مشکلاتی مواجه است، خطر افزایش تاخیر شبکه و کاهش رضایت بازدیدکنندگان سایت را خواهید داشت.

علاوه بر این، شما می‌توانید با اجرای سایر روش های بهینه سازی وب سایت مانند کوچک کردن کد و بهینه سازی تصاویر، زمان بارگذاری صفحه را کاهش دهید.

تکنیک های پیش واکشی

از جمله تکنیک‌های کاهش تأخیر، پیش واکشی است. هنگام کدنویسی سایت، توسعه دهندگان می توانند خطوط کد پیش از واکشی را وارد کنند تا به مرورگر بگویند منابع سایت خاصی را زودتر بارگیری کند.

سه نوع اصلی پیش واکشی وجود دارد:

• پیش واکشی DNS

در حالی که کاربر یک صفحه را مرور می‌کند، مرورگر جستجوهای DNS را برای پیوندهای آن صفحه انجام می‌دهد. زمانی که کاربر بعداً روی پیوندی کلیک می‌کند که واکشی اولیه DNS فعال است، مجبور نیست منتظر جستجوی DNS باشد زیرا قبلاً انجام شده است.

• پیوند از پیش واکشی

این فرصت را برای مروگر ها فراهم می‌آورد تا بتوانند به دانلود اسنادی که کاربر ممکن است در آینده نزدیک از آنها بازدید کند بپردازند.

• پیش رندر

به جای دانلود منابع مورد نیاز برای صفحات، کل صفحات را در پس زمینه نشان می‌دهد. که برای ارائه زمان بارگذاری سریع در صورتی که کاربر روی پیوندهای صفحات از پیش رندر شده کلیک کند کاربرد دارد.

و در آخر

تاخیر شبکه به بازه زمانی ای که طول می‌کشد تا بسته داده از دستگاه مشتری به سرور انتقال یابد و برگرد می‌گویند. هرچه این تاخیر کمتر باشد این انتقال داده‌ها سریع تر انجام می‌شود و سرعت وب سایت نیز بهبود می‌یابد. در حال حاضر عوامل متعددی بر تاخیر شبکه اثر میگذارند که برای مثال می‌توان به فاصله، وزن صفحه وب و نرم افزار و سخت افزار انتقال اشاره کرد. ابزار اصلی در تست تاخیر شامل از ping، traceroute و MTR می‌باشد و در میلی ثانیه اندازه گیری می‌شود و محدوده قابل قبولی بین 50 تا 100 میلی ثانیه دارد.
تاخیر شبکه بنابر دلایل متفاوتی رخ می‌دهد که می‌توان به خطاهای سرور DNS گرفته و مشکلات دستگاه کاربر نهایی اشاره کرد. بعضی از راه‌های کاهش تاخیر شبکه شامل استفاده از CDN، کاهش درخواست‌های HTTP خارجی و پیاده‌سازی تکنیک‌های پیش واکشی در کد وب‌سایت است. امیدواریم این مقاله در راستای آشنایی با تاخیر شبکه و نحوه ی کاهش آن به شما کمک کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر به وبلاگ پویان آی تی مراجعه نمایید و نظرات و پیشنهادات خود را با ما در میان بگذارید.