Co to jest latencja?

Latencja to czas, jaki pakiet potrzebuje na przebycie drogi od nadawcy do odbiorcy w sieci, mierzony zwykle w milisekundach (ms). W praktyce najczęściej podaje się ją jako RTT (Round-Trip Time), czyli czas podróży pakietu do celu i z powrotem, bo to właśnie tę wartość zwraca polecenie ping. Obok jittera i utraty pakietów latencja jest jednym z trzech podstawowych parametrów jakości łącza i wpływa na działanie usług wrażliwych na opóźnienia, takich jak gry, VoIP, wideokonferencje czy handel algorytmiczny.

Z czego składa się opóźnienie

Całkowita latencja to suma kilku niezależnych składników, które kumulują się na każdym przeskoku trasy. Część z nich wynika z praw fizyki i nie da się ich obejść, część zależy od konstrukcji i obciążenia sieci. Ten podział pozwala odróżnić opóźnienie, które można zmniejszyć, od tego, które jest stałe dla danej odległości.

• Opóźnienie propagacji: czas potrzebny na pokonanie dystansu. W światłowodzie sygnał biegnie z prędkością około 200 000 km/s (ok. dwóch trzecich prędkości światła w próżni), co daje mniej więcej 5 ms na każde 1000 km w jedną stronę.
• Opóźnienie transmisji (serializacji): czas potrzebny na wysłanie wszystkich bitów pakietu na łącze, zależny od przepustowości i rozmiaru pakietu.
• Opóźnienie kolejkowania: czas oczekiwania w buforach routerów, rosnący przy przeciążeniu łącza (bufferbloat).
• Opóźnienie przetwarzania: czas, jaki każdy router poświęca na analizę nagłówka i podjęcie decyzji o trasie.
• Liczba przeskoków (hopów): każdy dodatkowy router i każde nadłożenie trasy dokłada własne opóźnienie.

RTT a opóźnienie jednokierunkowe

RTT mierzy pełną pętlę tam i z powrotem, natomiast opóźnienie jednokierunkowe (one-way delay) dotyczy tylko jednego kierunku. Te dwie wartości nie zawsze są symetryczne, bo ruch w internecie często wraca inną trasą niż został wysłany (routing asymetryczny), więc RTT to nie zawsze dokładnie dwukrotność opóźnienia w jedną stronę. Narzędzia takie jak ping i traceroute raportują RTT, ponieważ łatwo je zmierzyć bez precyzyjnej synchronizacji zegarów po obu stronach. Dokładny pomiar opóźnienia jednokierunkowego wymaga zsynchronizowanego czasu, na przykład przez PTP lub GPS, i jest opisany w RFC 7679.

Dlaczego peering i krótsze ścieżki obniżają latencję

Opóźnienie propagacji jest wprost proporcjonalne do dystansu, a każdy przeskok dokłada opóźnienie kolejkowania i przetwarzania, więc najskuteczniejszym sposobem na niższą latencję jest skrócenie fizycznej i topologicznej drogi pakietu. Tu pomaga peering. Zamiast wysyłać ruch krajowy przez odległe węzły tranzytowe w Europie Zachodniej (Frankfurt, Amsterdam), bezpośrednia wymiana ruchu na lokalnym punkcie wymiany (IXP) utrzymuje go w obrębie jednego kraju lub miasta. Ruch między dwoma polskimi sieciami peerującymi w Warszawie może mieć RTT poniżej 5 ms, podczas gdy ta sama para sieci wymieniająca ruch przez tranzyt we Frankfurcie łatwo przekroczy 30 ms. Krótsza ścieżka to też mniej routerów po drodze, a więc mniejsze ryzyko kolejkowania i niższy jitter.

Niska latencja z AS202520 SkyPass

AS202520 SkyPass utrzymuje PoP-y w Warszawie i Wrocławiu oraz peeruje na polskich punktach wymiany ruchu, w tym w THINX, TPIX, WRIX i 1-IX, dzięki czemu ruch do polskich sieci pozostaje lokalny i ma niskie opóźnienia. Szeroki peering skraca ścieżki AS_PATH i usuwa zbędne nadłożenia trasy przez zagraniczne węzły. Operatorom bez własnego portu w tych miastach udostępniamy zdalny dostęp do IXP, a aktualny stan tras i RTT można sprawdzić w naszym looking glass.