Bufferbloat: задержка растёт при загрузке файлов и как это измерить

Пока канал свободен, всё работает отлично. Стоит запустить крупную загрузку или отправку в облако, и звонок начинает запаздывать, игра — дёргаться, страницы — открываться с паузой. Скорость при этом высокая, тесты радуют. Так ведёт себя очередь пакетов, которая переполняется на самом узком участке и добавляет ожидание.

Определение самого явления вынесено в словарь; здесь речь о том, как его поймать своими руками и что делать с результатом.

Способ простой. Откройте длительный ping до стабильного внешнего узла на одном компьютере и запишите обычные значения в спокойном состоянии. Затем на другом устройстве запустите загрузку большого файла или отправку данных, которая занимает канал. Смотрите, как меняется ping. Если значения выросли с десятков миллисекунд до сотен или больше и держатся так всё время загрузки, это и есть раздутые очереди.

Проведите тест дважды: под входящей нагрузкой и под исходящей. Часто хуже именно отдача, потому что она уже в ширине канала. Многие сервисы проверки скорости показывают задержку под нагрузкой отдельным пунктом: удобный способ получить цифры без ручных операций.

Для удобного наблюдения используйте окно с непрерывным ping и не закрывайте его. Начните загрузку и следите, как растут значения. Когда загрузка завершится, задержка должна вернуться к исходной за несколько секунд. Если возврат медленный, очередь была большой. Запишите три числа: задержка в покое, максимум при загрузке и максимум при отправке. Их отношение показывает масштаб проблемы: если под нагрузкой значения выросли в несколько раз, вмешательство оправдано, а если на десятки процентов, беспокоиться нечего.

Главный приём — сделать так, чтобы очередь образовалась не в модеме или на узле, а в роутере, где ею можно управлять. Для этого в роутере ограничивают скорость на уровне немного ниже реальной пропускной способности канала, чтобы пакеты не копились впереди. В более совершенных прошивках доступны умные очереди, которые справедливо делят полосу между потоками и удерживают задержку в узде; они описаны на странице про SQM.

Если таких функций нет, помогает простое правило: не загружать канал полностью в те моменты, когда нужен звонок, — например, планировать резервные копии на ночь.

Не стоит ожидать чудес от простых лимитов, если провайдерское оборудование само создаёт очередь до вашего роутера. В таком случае эффект будет частичным. Но и тогда снижение лимита на входящем направлении на несколько процентов иногда даёт заметное улучшение в звонках, и попробовать это стоит.

После настройки повторите тот же тест: длительный ping и загрузка. Сравните максимальные значения задержки. Улучшение обычно видно сразу: рост измеряется уже единицами или десятками миллисекунд вместо сотен. При этом скорость загрузки может слегка снизиться — это плата за отзывчивость, и в большинстве случаев выигрыш стоит того.

Если рост задержки под нагрузкой остался, а роутер не управляет очередями, причина может быть в оборудовании провайдера. Тогда приложите свои замеры к обращению в поддержку.

Очередь растёт в самом узком месте на пути пакетов. Чаще всего это исходящий канал домашнего подключения или само оборудование доступа. Когда поток данных превышает пропускную способность, пакеты откладываются в буфер. Буфер большой, поэтому пакет ждёт долго, но не теряется, и отправитель не понимает, что пора замедлиться. Итог — высокая задержка при высокой скорости. Управляя очередью на роутере, вы переносите узкое место туда, где буфер под вашим контролем.

Если функций управления очередями нет, снизьте нагрузку вручную. Используйте в клиентах для облачных копий и загрузчиках ограничение скорости отправки. Запускайте тяжёлые передачи, когда звонки не нужны. Подключайте чувствительное устройство кабелем, чтобы не добавлять Wi-Fi к очереди. Проверьте, не включена ли на роутере функция, ухудшающая ситуацию, вроде избыточной буферизации в настройках. Эти меры не идеальны, но заметно облегчают жизнь, пока вы не получите оборудование с нужными возможностями.