От чего зависит время пинга?

Question

[pavel_u025]

Я изучал сети, и столкнулся с вопросом, от чего зависит время пинга (round-trip time)? В статьях о пинге говориться что время RTT не зависит от скорости сети. Но, потом я вычитал, что есть такое понятие как "bit time" которое определяет с какой скоростью передается бит на NIC. То есть условно, если скорость порта будет 10mbit, то скорость передачи битов равняется bit time = 1 / 10mbit. И как известно провайдеры могут искусственно замедлить скорость сети, так вот, будет ли влиять это замедление на RTT пинга? Если нет, объясните пожалуйста, как это работает.

Answer 1

[Василий Банников]

Не надо путать задержку и пропускную способность.

RTT - это задержка, измеряется в секундах (милли, микро)
То что измеряется в битах (байтах) в секунду - это пропускная способность.

Если очень грубыми сантехническими аналогиями, то задержка определяется длинной трубы, а пропускная способность - её шириной.

В сетях и на то и на другое влияет очень много факторов:
1. Количество узлов между отправителем и получателем. Больше узлов - больше задержка
2. Производительность этих узлов. Чем ниже производительность - тем выше минимальная задержка и меньше пропускная способность.
3. Нагрузка на каналы связи. При высокой нагрузке будет расти задержка, так как данные будут вставать в очередь (а может и не будут вставать в очередь - они вполне могут просто отбрасываться и тогда будет тот самый packet loss)
4. То, как эти узлы обрабатывают данные, которые через них проходят. Меньше всяких проверок - меньше задержка.
5. Физическая среда и физическая длина кабелей. Чем длиннее физический путь и чем хуже среда, тем выше задержка.
Скорость распространения сигнала в оптике, меди, и по беспроводу отличается.

Как будет влиять замедление от провайдера - сильно зависит от выбранной стратегии.
Может увеличится rtt, а может будет packet loss.

Comments

[pavel_u025]

Спасибо за ответ.
У меня возникает вопрос, почему тогда существует понятие bit time, если, как вы говорите, пропускная способность это лишь ширина трубы. Bit time ведь определяет как быстро будет передан 1 бит, а значит, если взять скорость установленную провайдером, условно, 1мбит/с, то rtt должен быть (как мне кажется) выше, а если скорость больше, то ниже.

[Valentin Barbolin]

На практике скорость порта влияет на latency посколько порт с большей пропускной способностью имеет больший запас по апаратным ресурсам.

Как не удивительно и для меня так же стало открытием, но если например тебе надо передавать 500Mbit/s трафика постоянно то порт с 10Gbit/s линком будет давать меньше латенси хотя и 1Gbit/s порт будет загружен только на 50%,но латенси у него будет больше чем у 10Gbit/s.

[Василий Банников]

pavel_u025, если читать не по диагонали, то всё встаёт на свои места:

Bit time is a concept in computer networking.[1] It is defined as the time it takes for one bit to be ejected from a network interface controller (NIC) operating at some predefined standard speed, such as 10 Mbit/s.[2] The time is measured between the time the logical link control sublayer receives the instruction from the operating system until the bit actually leaves the NIC. The bit time has nothing to do with the time it takes for a bit to travel on the network medium but has to do with the internals of the NIC. Typically this refers to the smallest usable reference time, often also referred to as the 'minimum time quantum'.

Bit time - это то время, за которое ТВОЙ компьютер можно отправить данные по сети. Измеряется от системного вызова до появления данных на сетевом интерфейсе.
Измеряется в микросекундах (наносекундах)

То есть никакие биты на пропускную способность смысла делить нет.

К RTT имеет очень косвенное отношение - bit time можешь считать нижней границей для RTT, меньше которой ты никогда свой пинг не увидишь.

Answer 2

[Akina]

На самом деле время пинга складывается из нескольких составляющих. Основные две из них:

- время, которое тратится промежуточными узлами на передачу до пингуемого узла и обратно;
- время, которое пингуемый узел тратит на обработку запроса и формирование/отправку ответа.

Именно это порождает порой забавные артефакты. Смотришь трассировку, и видишь, что пинг промежуточных узлов в основном медленно растёт по мере их удаления, но встречаются случаи, когда время пинга следующего узла меньше, чем предыдущего. А всё просто - предыдущий узел перегружен функциями, ответ на пинг имеет наименьший приоритет, потому узел сперва сделал всё нужное, и только потом ответил. А порой и не ответил вообще, или отвечает через раз.

Что самое противное, ни одну из этих составляющих нельзя измерить надёжно. А тебя по большому счёту, интересует только первая из названных составляющих. Даже на время реакции целевого, конечного, узла можно начхать - на TCP/UDP он будет реагировать гораздо шустрее, чем на пинг, а если будет тормозить, то отвечающий софт, а не передача.

А на скорость передачи не заморачивайтесь. Пакетики в пинге короткие, частота передачи высокая, так что время передачи пакета от узла к узлу по медному или оптическому кабелю в подавляющем большинстве случаев просто меньше точности измерения времени.

Answer 3

[Saboteur]

Конечно скорость пинга зависит в том числе и от пропускной способности.
Но в современных сетях этим можно пренебрегать. Сетевой пакет пингов очень маленький и скорость его передачи даже на 1 мбите уже практически не влияет на показатель. А сейчас сети обычно от 100 мбит.

В основном скорость пинга зависит от количества хопов и частично расстояния между ними.

Comments

[pavel_u025]

Спасибо за ответ.
Можете пожалуйста объяснить, если у порта пропускная способность 100мбит/с, а провайдер ограничил скорость моей сети до 50мбит/с, то bit time будет считаться исходя из скорости порта, или той скорости которую поставил провайдер? Мне кажется, bit time должен вычисляться по 50мбит/с, так как это верно логически и математически. Не может ведь бит передаваться со скоростью 1бит/100мбит/c когда "реальная" пропускная способность ниже.

[Akina]

если у порта пропускная способность 100мбит/с, а провайдер ограничил скорость моей сети до 50мбит/с

... то половину времени порт передаёт и принимает, а вторую находится в режиме паузы и ничего не делает.

[Ziptar]

pavel_u025, есть ограничение шейпера, есть ограничение интерфейса. Шейпер оперирует пакетами. Физический интерфейс передаёт биты в конечном итоге. Любой шейпер, при отсутствии другой нагрузки на канал, icmp пакет пролетит со свистом, потому что пакет маленький, и шейперу его задерживать нет причин (в нормальной усреднённой ситуации, снова, потому что могут быть разные правила и приоритеты). По интерфейсу 10мбит одиночный эзернет фрейм (чуть больше 1500 байт), в который целиком укладывается одиночный пакет пинга, физически пройдёт примерно за 1-2мс. Но вообще существенно меньше, потому что пакет меньше. То есть в разрезе пропускной способности задержками физического канала можно пренебречь (оптика/медь), если нигде по дороге нет явных проблем. В том же разрезе задержки шейперов по дороге в нормальной ситуации вовсе иррелевантны.

[Saboteur]

pavel_u025,
Влияние пропускной способности на пинг в основном наблюдались во времена диалапа, там действительно пока передается пакет проходит заметное время.

Хочешь посмотреть как от размера пакета зависит пинг - в команде пинг есть опция для увеличения размера пакета -l. Попробуй пропинговать с разными размерами пакетов и обрати внимание на каком размере пинг увеличивается.
ping -l 1024 blabla.com
ping -l 65000 blabla.com

Answer 4

[Pb_hard]

Пинг это время за которое пакет от вас дойдет до севера и вернется обратно.
Зависит он от физической длинны маршрута (скорость света), а так же от задержек на сетевых устройствах.
В пути пакет проходит множество сетевых устройств - коммутаторы, маршрутизаторы, они работают не мгновенно, и пакет может довольно продолжительное время ждать своей очереди на передачу.

От ширины канала он никак не зависит.
Ширина канала это о другом.
Например я вожу кирпичи из точки А в точку Б на камазе. Камаз едет из точки А в точку Б 1час и перевозит 20000кирпичей. Ширина канала - 20000кирпичей в час Пинг 2 часа
А если возить эти кирпичи на спортивном мотоцикле. Мотоцикл едет из точки А в точку Б 10минут и перевозит 5 кирпичей. Ширина канала 30кирпичей в час. Пинг 20 минут.

Ширина канала показывает как много информации вы сможете передать за секунду.
А пинг показывает как быстро вы получите ответ.

Comments

[hrabrahrabr]

О! кирпичи это круто, только аналогия не правильная!
Есть цепочка людей, которые перекидывают кирпичи вручную, так вот:
"bit time" это минимальное время, за которое один кирпич, прилетит тебе от ближнего соседа!
"round-trip time" это всё время за которое пачка кирпичей, а не один, пройдет всю цепочку людей, туда и обратно, и это время больше, чем если сложить все "bit time" и умножить на количество кирпичей в пачке.
Ибо люди, как и роутеры работают не очень синхнронно, им нужно время на "подумать", между операциям кидания кирпичей/пакетов.

Answer 5

[Пума Тайланд]

Если не смотреть искусственные замедления и какие то перегрузки на узлах то пинг зависит от расстояния, чем дальше тем дольше, грубо говоря это расстояние/скорость сигнала
Скорость сигнала в текущем проводном интернете процентов на 99 стабильная

Answer 6

[Elaver]

По мне так самый главный фактор задержки то что ping это icmp пакет, многие узлы отвечают на него по остаточному принципу, чтоб бы не тратить процессорное время на всякую ерунду)?