网络抖动、丢音、卡顿

  • 网络抖动:即PDV(packet delay variation)网络延时变化,最大延迟与最小延迟的时间差;
    如最大延迟是20毫秒,最小延迟为5毫秒,那么网络抖动就是15毫秒,它主要标识一个网络的稳定性。

  • 抖动造成原因:如果网络发生拥塞,排队延迟将影响端到端的延迟,并导致通过同一连接传输的分组延迟各不相同;
    当网络设备无法发送相同数据的流量,因此他们的数据包缓冲区已满并开始丢弃数据包。如果端点上的网络没有干扰,则每个数据包都会到达。
    但是,如果端点缓冲区满了,会使数据包到达的越来越晚,导致抖动
    而抖动,就是用来描述这样一延迟变化的程度。因此,抖动对于实时性的传输将会是一个重要参数,比如:VOIP,视频等。

  • 规避抖动:
    a. 数据包接收端的抖动缓存;
    b. 缓存指针队列对接收到的数据包进行排序后将接收到的数据包插入抖动缓存指针队列的相应位置;

  • 规避抖动导致的影响:
    a. 播放延时:播放延时是数据包到达时和播放时间之间的延时。当抖动缓冲区存储传入数据包并等待以均匀间隔分配它们时,
    这会增加数据包到达时间与播放时间之间的时间,也被称为播放延时。这个延时是由抖动缓冲区引入的,因为它负责规定传入数据包何时分发。
    b. 卡顿:数据包接收缓存的大小和播放时延成正比,当用户可接受的播放延时内,即数据包接收缓存固定,在网络抖动较大接收缓存不足以支撑播放时表现为卡顿;
    c. 丢音:在网络设备无法发送相同数据的流量,数据包缓冲区已满并开始丢弃数据包(非终端丢弃);信号差表现即为电磁波传输能力衰减的厉害导致的数据无法传输。

附:
4G的衰减严重:因为他的频率高,衰减严重。
1. 比如说一个城市以前用2G网的时候需要一个信号塔。现在有了4G网,这个城市有可能需要建2,3,4个信号塔,来维持偏远地区的信号
咱们以信号塔为中心画半径1000m的。圆,距离圆心越近信号越好。距离越远就越差。2G网1000m左右还有网,4G的话几乎就没有网了。
2. 宇宙深处的星体发射的电磁波含有大量光子,光子在传递过程中由于分散,距离星体越远,单位时间内单位面积上获得的光子数越少,表现为电磁波的能量的衰减。而电磁波频率的改变量很小。
3. 现在推出更高频率的5G,他的难题就是建站。
4. 自由空间损耗是指电磁波在传输路径中的衰落,计算公式如下:

Lbf=32.5+20lgF+20lgD
Lbf=自由空间损耗(dB)
D=距离(km)
F=频率(MHz)
由公式知道,距离和频率越大则衰减越厉害。
高频信号在电力线上的衰减随着频率的增加而增加,但在某些频率,由于负载产生的共振现象和传输线效应的影响,衰减会出现突然的迅速增加。同时,信号传输距离对信号衰减程度也起着决定性的影响;随着距离的增加,衰减会迅速地增加。从统计上来说,这种变化还是有一定的定性规律可寻的。实验表明信号的衰减是距离的函数,一般为40~100dB/Km。

中国移动频段为:1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz;(bands:39 bands:40 bands:41)
中国联通频段为:2300-2320 MHz、2555-2575 MHz;(bands:40 bands:41)
中国电信频段为:2370-2390 MHz、2635-2655 MHz;(bands:40 bands:41)

<think>嗯,用户这次问的是网络抖动相关的监控指标,看来是在做网络性能优化或故障排查。之前讨论过分布式追踪架构,但这次明显转向了基础设施监控领域,需要切换技术视角。用户引用的材料很有价值:引用[1]提到带宽利用率是关键指标,引用[3]详细列出了网络IO监控工具和指标。不过用户特别强调要关注"抖动"这种瞬时波动现象,这需要更精细的指标。网络抖动本质是延迟的不稳定性,核心指标应该是时延相关的波动值。想到这几个关键点: 1)基础指标必须包含ICMP往返时延,这是抖动的直接体现2)需要统计波动量,比如标准差mdev比平均延迟更重要3)TCP重传率能间接反映抖动影响,因为抖动会导致报文乱序触发重传4)包率虽然是独立指标,但和抖动往往伴随出现用户可能正在处理视频卡顿或交易超时问题,这类场景对抖动特别敏感。需要强调实时性工具的选择,比如mtr和ping的组合比Zabbix这种轮询系统更快捕捉瞬时抖动。注意到引用[3]里提到mdev这个指标,这正是计算延迟标准差的关键。要在回答中突出这个专业术语,同时解释清楚:mdev值超过50ms就可能影响VoIP通话质量,金融系统要求可能更高。 存储层设计也要考虑,像Prometheus的1分钟粒度可能不够,需要TSDB支持秒级采样。不过这个细节可能超出用户当前需求,放在相关问题里更合适。最后生成的三个问题都围绕实操展开:工具对比(用户可能选型)、云环境差异(现在普遍上云)、存储优化(大数据量时的痛点)。特别是第二个问题提到K8s,如果用户用容器网络,传统监控手段需要调整。</think>网络抖动(Network Jitter)反映网络延迟的波动性,是影响实时应用(如视频通话、在线游戏)的关键指标。以下是核心监控指标及解释: --- ### **一、直接衡量网络抖动的指标** 1. **时延标准差(mdev / Jitter)** - **定义**:连续多次Ping测试的往返时延(RTT)的标准差,单位毫秒(ms)。 - **意义**:值越大,抖动越严重。例如: ```bash ping example.com -c 10 # 输出示例:rtt min/avg/max/mdev = 20.3/25.6/38.2/5.8 ms ``` `mdev=5.8 ms` 即抖动值[^3]。 - **阈值**:实时应用通常要求 < 30 ms。 2. **往返时延波动范围(RTT Variation)** - **计算**:`(最大RTT - 最小RTT) / 平均RTT` - **示例**:若 RTT 在 20ms~50ms 波动,波动范围达 150%,表明网络不稳定。 --- ### **二、间接反映抖动的关联指标** 1. **包率(Packet Loss Rate)** - **定义**:传输中失的数据包占比(%)。 - **影响**:包会触发重传,加剧抖动。实时应用要求包率 < 1%[^1]。 - **工具**:`ping`、`mtr`、`iptraf`[^3]。 2. **TCP重传率(Retransmission Rate)** - **定义**:TCP协议层重传数据包的频率。 - **关联**:高重传率(如 > 0.5%)常伴随抖动,因乱序或包导致[^3]。 - **监控命令**: ```bash netstat -s | grep "segments retransmitted" ``` 3. **缓冲区队列深度(Buffer Queue Length)** - **原理**:网络设备(路由器/交换机)的缓冲区积压会导致延迟突变。 - **工具**:`tc`(Linux流量控制工具)查看队列状态: ```bash tc -s qdisc show dev eth0 ``` --- ### **三、监控工具与数据采集方法** | **工具** | **功能** | **关键命令/操作** | |----------------|---------------------------------------|---------------------------------------| | **`ping`** | 基础RTT与抖动测量 | `ping -c 100 example.com`(统计100次)| | **`mtr`** | 路径级抖动分析(结合Traceroute+Ping) | `mtr --report example.com` | | **`iperf3`** | 带宽与UDP抖动测试 | `iperf3 -u -c server_ip`(UDP模式) | | **Prometheus** | 持续采集与告警 | 集成`blackbox_exporter`抓取ICMP指标 | | **Zabbix** | 自定义抖动监控项 | 创建基于`icmppingsec`的触发器[^4] | --- ### **四、抖动根因分析与优化建议** 1. **常见原因**: - 网络拥塞(带宽利用率 > 70%)[^1] - 无线信号干扰(Wi-Fi场景) - 路由器/交换机过载 - QoS配置不当 2. **优化措施**: - **流量整形**:使用`tc`限制突发流量。 - **优先级标记**:对实时流量设置 DSCP/TOS。 - **硬件升级**:交换设备缓冲区扩容。 --- ### **可视化示例(Grafana仪表盘)** ```plaintext 网络抖动监控面板: 1. 时延标准差折线图(mdev) 2. 热力图:RTT分布(0-50ms区间) 3. 告警状态:当 mdev > 30ms 时触发 ``` > 数据源:Prometheus + ICMP Exporter[^4] ---
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