Задержка передачи данных при работе в облачной среде

Джелль Франк ван дер Цвет, менеджер по маркетингу облачных услуг компании Interxion, рассказывает о новых источниках задержки, возникающих при работе с данными в облаке.

Существование задержки всегда служило источником проблем при разработке программного обеспечения. В настоящее время, разработчики ПО и сетевые инженеры, работающие в облачной среде, должны учитывать целый ряд новых факторов, вызывающих задержку сигнала. Ниже приведены наиболее часто встречающиеся проблемы и некоторые способы их решения.

Затраты, связанные с задержкой сигнала

Чтобы понять, что представляет собой задержка, необходимо оценить вызываемые ей затраты и влияние, которое она оказывает на бизнес.

Существует ряд исследований, изучающих вопрос общей производительности сайта в зависимости от времени задержки. К примеру, увеличение времени задержки на 20мс приводит к падению скорости загрузки страниц на 7-15%.

Подобные исследования представляют не только академический интерес: Amazon и Google отмечали серьезное снижение числа продаж и уровня траффика при увеличении времени загрузки страниц. Задержка длительностью в 500мс приводит к снижению траффика Google на 20%, а задержка в 100мс сокращает продажи Amazon на 1%. Впрочем, увеличение скорости работы интернета находится в интересах не только отдельно взятых сайтов.

Сокращение времени задержки крайне желательно, однако, далеко не каждое приложение нуждается в минимально возможном ее уровне. Разумеется, мы стали более требовательными к скорости работы интернета в связи с использованием приложений, распределенных по различным провайдерам облачных услуг. Такие приложения, как алгоритмический или высокочастотный трейдинг, потоковое вещание видеосигнала, передовые веб-сервисы и работа с базами данных, а также 3D-моделирование, попадают в данную категорию. Однако, для таких приложений, как электронная почта, аналитические сервисы и сервисы для работы с документами, время задержки является менее критичным.

Потенциальные недостатки

В прошлом, задержка определялась тремя различными факторами: время двойного пробега (RTT), джиттер и производительность конечной системы. Каждый из этих факторов важен для понимания оказываемого задержкой эффекта, и только выяснив влияние каждого из них, можно составить полную картину. Здесь необходимо также упомянуть инструмент traceroute, позволяющий измерить время задержки.

RTT обозначает время, которое требуется для передачи по сети одного пакета данных от источника к приемнику, и обратно. Другими словами, это длительность установки соединения с сервером. Данный показатель полезен для изучения работы интерактивных приложений, а также для анализа взаимодействий между приложениями: к примеру, для исследования механизма обмена данными между веб-сервером и сервером баз данных.

Джиттер является одним из видов задержки при передаче пакетов данных по сети, вызываемым эффектами очереди, конкуренции и индексирования. Данный показатель может оказывать серьезное влияние на интерактивные приложения, связанные, к примеру, с передачей видеопотока или голосового потока.

Производительность компьютеров, на которых выполняется приложение, также играет важную роль, поскольку их конфигурация определяет скорость обработки данных. Этот показатель кажется простым на первый взгляд, однако, в случае использования облачных систем его крайне сложно вычислить.

Traceroute – имя популярной команды, применяющейся для изучения сетевого маршрута (состоящего из дискретных прыжков), по которому движется пакет от источника до пункта назначения. Каждый прыжок влияет на изменение времени задержки. Путь с наименьшим количеством наиболее быстрых прыжков может соответствовать самому короткому пути с географической точки зрения, а может и не соответствовать. К примеру, путь с наименьшей задержкой при передаче сигнала из Сингапура в Сидней может лежать через Сан Франциско.

Проблемы, связанные с виртуализацией

Современный ЦОД представляет собой не просто набор серверных стоек, а сложную сеть гипервизоров, на которых работают десятки виртуальных машин. Это приводит к возникновению еще одного уровня задержки, поскольку виртуальная сетевая инфраструктура может вызывать задержку пакетов данных еще до того, как те попадут в сеть.

Необходимо также учитывать задержку, связанную с использованием виртуального рабочего стола. Многие компании в последнее время приступили к развертыванию данной технологии. Если технология реализована неправильно, пользователи могут столкнуться с длительной задержкой уже на этапе входа в сеть, не говоря уже о запуске приложений.

Использование интернета в качестве среды передачи данных в облаке предполагает некоторую неопределенность в отношении ширины канала, его скорости и времени задержки. Это может быть неприемлемым для многих средних и крупных предприятий, которые уделяют все больше внимания качеству предоставления услуг конечному пользователю. Использование выделенного подключения к провайдеру облачных услуг позволяет обойти эти ограничения. Подключение к независимым (с широким выбором интернет провайдеров) ЦОД также может иметь преимущества с точки зрения стоимости, мониторинга, устранения неисправностей и технической поддержки.

Сама по себе задержка не является проблемой; проблемой является ее непредсказуемость. И не смотря на то, что существует ряд негативных факторов, тщательное планирование позволяет избавиться от потенциальных проблем и обеспечить быструю работу приложений в облачной среде.