دلایل ازدحام شبکه چیست؟ چطور آن را رفع کنیم؟

امروزه فضاهای کاری و محیط‌های کسب‌وکار نیاز به زیرساختی سریع، پایدار و امن دارند تا بتوانند تمامی اجزای شبکه، دستگاه‌های متعدد و حجم زیادی از ترافیک داده‌ها را که از طریق آن‌ها عبور می‌کنند، به‌درستی به هم متصل کنند. عملکرد بهینه‌ شبکه و بهترین تجربه‌ کاربری نیازمند دسترسی سریع است. مشکلاتی مانند ازدحام شبکه می‌توانند منجر به تجربه‌ی کاربری نامطلوب شوند و تأثیر منفی شدیدی بر عملکرد کلی کسب‌وکار بگذارند؛ چیزی که در نهایت منجر به کاهش درآمد می‌شود. با توجه به اهمیت این موضوع در این مقاله فالنیک به بررسی ازدحام شبکه و راه‌های کاهش و پیشگیری از آن می‌پردازیم.

چنانچه دارای مشکلاتی در زیرساخت‌های شبکه محیط کسب‌وکار خود هستید یا می‌خواهید برای راه‌اندازی و داشتن شبکه‌ای پرسرعت و امن اقدام کنید، می‌توانید از خدمات نصب و راه‌اندازی شبکه فالنیک بهره‌مند شوید.

ازدحام شبکه چیست؟

ازدحام شبکه زمانی رخ می‌دهد که ترافیک بسته‌های داده‌ در شبکه بیشتر از ظرفیت آن باشد. این اتفاق زمانی اتفاق می‌افتد که درخواست‌های ارتباطی و انتقال داده‌ها به‌طور همزمان بیش از حد معمول انجام شوند، درحالی‌که پهنای باند شبکه برای انتقال چنین حجم داده‌ای کافی نیست.

به‌طور معمول ازدحام شبکه موقتی است، اما می‌تواند مشکلات ناخواسته‌ای مانند افزایش جیتر، پکت لاس، افزایش تأخیر و همچنین کاهش میزان خروجی داده‌ها را ایجاد کند. تراکم شبکه همچنین می‌تواند نشانه‌ای از مشکلی بزرگ‌تر در زیرساخت شبکه باشد؛ به همین دلیل، داشتن ابزارهای نظارت بر عملکرد شبکه که بتوانند به‌طور پیش‌گیرانه ازدحام شبکه را داخل شبکه و حتی خارج از آن شناسایی کنند، بسیار اهمیت دارد.

جیتر (Jitter) به تغییرات غیر‌قابل پیش‌بینی در تاخیر زمانی دریافت بسته‌ها اشاره دارد، (بیشتر بخوانید: جیتر چیست) پکت لاس (Packet loss) به معنای از دست رفتن بسته‌های داده‌ای حین انتقال است و تاخیر یا  Latencyبه زمانی که طول می‌کشد تا داده‌ها از مبدا به مقصد برسند، گفته می‌شود. این مشکلات اغلب در اثر ازدحام شبکه پدید می‌آیند و باعث افت کیفیت تجربه کاربری می‌شوند.

بیشتر بخوانید: روش های عیب یابی شبکه کامپیوتری و حل مشکلات شبکه

9 علت اصلی ازدحام شبکه چیست؟

برای رفع مشکل ازدحام شبکه، ابتدا باید دلایل آن را به‌خوبی بشناسید. در ادامه به رایج‌ترین علت‌های ترافیک شبکه اشاره می‌کنیم:

1. طوفان‌ انتشار (Broadcast Storms)

زمانی که شبکه با حجم زیادی از درخواست‌ها روبه‌رو می‌شود، چیزی به ‌نام طوفان انتشار یا طوفان برادکستی اتفاق می‌افتد. طوفان برادکستی ممکن است در روزی فوق‌العاده شلوغ برای کسب‌وکارتان یا در اثر انتشار ویدیویی ویروسی رخ دهد و باعث می‌شود شبکه نتواند همه درخواست‌ها را به‌طور همزمان پردازش کند.

2. تعداد زیاد هاست‌ها در دامنه‌ پخش (Broadcast Domain)

دامنه‌ پخش به ساختار شبکه اشاره دارد. این ساختار می‌تواند درون شرکت، مرکز آموزشی یا یک VLAN باشد. هاست نیز به هر یک از روترها یا سوئیچ‌های موجود در دامنه‌ پخش گفته می‌شود. وقتی تعداد هاست‌ها زیاد باشد، بار اضافی بر شبکه تحمیل می‌شود و درخواست‌های زیاد برای دسترسی به شبکه به‌صورت هم‌زمان، مشکل به وجود می‌آورند.

چنین مفهومی برای شبکه‌های موبایل و روترها هم صدق می‌کند؛ شبکه‌های موبایل و روترها به عنوان دامنه‌ پخش و دستگاه‌هایی مانند کامپیوتر، تبلت یا گوشی‌های هوشمند به عنوان هاست عمل می‌کنند. حداکثر ظرفیت هاست‌ها در یک دامنه پخش به‌طور معمول بین ۲۰۰ تا ۲۵۴ دستگاه است.

3. پهنای باند کم

اگر شبکه‌ خود را به‌عنوان تونل تصور کنید که داده‌ها از آن عبور می‌کنند، پهنای باند به معنای اندازه تونل است که ترافیک ضروری کسب‌وکار از آن عبور می‌کند. حال اگر این تونل به اندازه کافی بزرگ نباشد تا تمامی ترافیک را به‌طور هم‌زمان عبور دهد، مشکلاتی در جریان ترافیک رخ می‌دهد و باعث ازدحام شبکه می‌شود.

برای درک بهتر موضوع فرض کنید که چندین دستگاه به‌طور همزمان از یک شبکه استفاده می‌کنند؛ حال اگر هر دستگاهی در حال دانلود فایلی حجیم یا تماشای محتوای آنلاین با کیفیت بالا باشد، پهنای باند به‌شدت تحت تاثیر قرار می‌گیرد و تاثیر نامطلوبی روی شبکه خواهد گذاشت.

4. دستگاه‌هایی که بیش از حد، پهنای باند مصرف می‌کنند

هنگامی که دستگاه‌های پرمصرف در شبکه فعال باشند، احتمال وقوع ازدحام شبکه بسیار بالاست. هرگاه حجم زیادی از ترافیک به‌طور همزمان از طریق شبکه عبور کند، بسته‌های داده‌ای در مسیر خود گیر می‌افتند، مشابه وقتی‌که تعداد زیادی خودرو در بزرگراه ترافیک ایجاد می‌کنند. این فعالیت بیش‌از‌حد به‌دلیل دستگاه‌هایی است که یا حجم زیادی داده را منتقل می‌کنند یا به‌طور مکرر کار می‌کنند و به آن‌ها هاگ پهنای باند (Bandwidth Hogs) می‌گویند.

5. پیکربندی نامناسب شبکه

پیکربندی نامناسب شبکه یکی از علت‌های شایع ازدحام شبکه محسوب می‌شود. چنین مشکلی زمانی رخ می‌دهد که مهندسان شبکه، به‌طور ناخواسته، با استفاده از اسکریپت‌های تکراری یا یک‌بار مصرف، باگ‌هایی وارد سیستم کنند.

بخش دیگری از مدیریت پیکربندی به نگهداری منظم و تست‌ها مربوط می‌شود. همانند سایر اجزای زیرساخت فناوری، عدم نگهداری از دستگاه‌ها و تجهیزات شبکه و عدم نظارت بر ترافیک شبکه، منجر به خرابی‌های اجتناب‌ناپذیری می‌شود. ابزارهای نظارت بر شبکه نه تنها ازدحام شبکه را شناسایی ‌می‌کنند، بلکه تشخیص ‌می‌دهند که آیا پیکربندی نامناسب باعث ایجاد مشکل شده است یا خیر.

6. سخت‌افزار قدیمی

داده‌هایی که از طریق سوئیچ‌ها، روترها، سرورها، اتصالات و سایر تجهیزات قدیمی شبکه انتقال می‌یابند، می‌توانند گلوگاه‌هایی ایجاد کنند و ترافیک شبکه را تحت تأثیر قرار دهند. اگر سخت‌افزار شبکه بهینه نباشد، منجر به ایجاد گلوگاه در انتقال ترافیک حیاتی کسب‌وکار می‌شود و ازدحام شبکه را به‌وجود می‌آورد.

7. پروتکل دروازه مرزی (BGP)

پروتکل دروازه مرزی (Border Gateway Protocol)، پروتکلی دروازه‌ای است که به اینترنت اجازه می‌دهد اطلاعات مسیریابی را بین سیستم‌های مستقل (AS) تبادل کند. این پروتکل به‌طور معمول از کوتاه‌ترین مسیر منطقی استفاده می‌کند و به اینکه تا چه اندازه ترافیک از آن مسیر عبور خواهد کرد، توجهی ندارد. چنین کاری می‌تواند با کاهش سرعت و ایجاد ازدحام در مسیرهای انتقال همراه و در نهایت منجر به تراکم شبکه شود.

8. بازفرستادن بسته‌ها (Packet Retransmissions)

هنگام از دست رفتن بسته‌ها (پکت لاس) یا رسیدن بسته‌های داده‌ای آسیب‌دیده، نیاز است تا آن‌ها مجدد ارسال شوند. اگر این اتفاق چندین بار رخ دهد، شبکه دچار ازدحام می‌شود و هیچ بهبودی در روند انتقال داده‌ها شکل نمی‌گیرد.

9. برخوردها (Collisions)

برخورد بسته‌های داده ممکن است به دلیل کابل‌کشی ضعیف، دستگاه‌های مستهلک یا تجهیزات معیوب رخ دهد. چنین اتفاقی همه بسته‌ها را مجبور می‌کند که متوقف شوند و منتظر شبکه‌ای خلوت برای ارسال مجدد باشند. هنگامی که شبکه در این موقعیت قرار می‌گیرد، ازدحام و تأخیر شبکه بیشتر می‌شود و مانند تصادف در بزرگراه، نیاز است تا برای درست شدن مسیر، ترافیک‌ شبکه را مدیریت کرد.

چگونه ازدحام شبکه را کاهش دهیم یا از آن پیشگیری کنیم؟

از آن جایی که الگوهای ترافیک و استفاده از دستگاه‌ها در شبکه‌های مختلف یا حتی در یک شبکه می‌توانند بسیار متغیر باشند، پیشگیری کامل از ازدحام شبکه به‌دلیل حجم بالای ترافیک روزانه در اکثر کسب‌وکارها امر بسیار دشواری است. خوشبختانه، با انجام اقداماتی که در ادامه خواهیم گفت، می‌توانیم اثرات ازدحام شبکه بر بهره‌وری را تا حد زیادی محدود کنیم:

ترافیک شبکه را نظارت و تحلیل کنید.

اولین قدم برای رفع ازدحام شبکه استفاده از ابزارهای مدیریت شبکه برای نظارت بر حجم ترافیک شبکه است. ابزارهای شخص ثالث مانند «IRCollaborate»، در مانیتورینگ عملکرد اپلیکیشن، ردیابی و ایجاد متریک‌های سفارشی برای اپلیکیشن‌های هیبریدی و ابری تخصص دارند.

مزیت اصلی نظارت بر ترافیک شبکه این است که با طراحی یا بازطراحی شبکه خود، آن را بهینه‌‌تر کنید. تقسیم شبکه به زیرشبکه‌های کوچک‌تر، کارایی را افزایش داده و امکان اولویت‌بندی عملی را فراهم می‌آورد. این کار نه ‌تنها شبکه‌ای مناسب‌تر ایجاد می‌کند، بلکه به نظارت دقیق‌تر روی آن نیز کمک می‌کند.

برای تشخیص ازدحام شبکه، زمان‌های ترافیک سنگین را شناسایی کنید. اغلب در ساعات اوج کاری که دستگاه‌های زیادی به شبکه متصل هستند و از تمام ظرفیت پهنای باند استفاده می‌کنند، چنین مشکلی رخ می‌دهد.

اگر مطمئن نیستید ازدحام شبکه از کجا ناشی می‌شود، ابزارهای نظارت شبکه می‌توانند به شما کمک کنند. این ابزارها می‌توانند شبکه‌های مجازی شرکت شما، پهنای باند، سرورهای ابری و تمامی دستگاه‌های بی‌سیم را اسکن کنند تا مشخص شود، کدام دستگاه‌ها، سرورها و حتی کاربران، بخش زیادی از پهنای باند را مصرف می‌کنند.

بیشتر بخوانید: روش های عیب یابی شبکه کامپیوتری و حل مشکلات شبکه ؛ پادکست

ترافیک شبکه را اولویت‌بندی کنید.

برای اطمینان از اجرای روان فرآیندهای مهم آنلاین، می‌توانید ترافیک غیرضروری را شناسایی و با اولویت‌بندی ترافیک، پهنای باند را برای کاربران، دستگاه‌ها یا پلتفرم‌های خاص ذخیره کنید تا به ترافیک‌های مهم‌تر اختصاص پیدا کنند.

شبکه‌‌ کسب‌وکار به‌طور معمول میزبان ترافیک‌های مختلفی است. ترافیک پخش برای عملیات شبکه، چندپخشی برای رسانه‌های زنده و تک‌پخشی برای انتقال داده‌ها، تماس‌های صوتی و ویدیوهایی است که هر روز استفاده می‌کنیم. ترافیک ضروری می‌تواند هر یک از این نوع‌ها باشد، اما مهم است که مدیر شبکه آن‌ها را بشناسد و اولویت‌بندی کند.

همچنین می‌توانید در زمان‌های کم‌مصرف با زمان‌بندی فعالیت‌هایی که نیاز به پهنای باند بیشتری دارند، از افت شبکه جلوگیری کنید و پهنای باند را در طول روز بالا نگه دارید.

پهنای باند را افزایش یا بهبود دهید.

اغلب می‌توانید ازدحام شبکه را با افزایش پهنای باند کاهش دهید. با افزایش پهنای باند شبکه، دستگاه‌های بیشتری می‌توانند به‌طور همزمان داده‌ها را بدون افت سرعت انتقال دهند. همان‌طور که خودروهای بیشتری می‌توانند از بزرگراهی عریض‌تر عبور کنند، پهنای باند بیشتر هم می‌تواند ترافیک داده‌ بیشتری را بدون افت سرعت مدیریت کند. برای بهبود پهنای باند شرکت خود، می‌توانید اقدامات زیر را انجام دهید:

• به‌روزرسانی تنظیمات روتر
• تغییر مکان روترها
• استفاده از شتاب‌دهنده‌های پهنای باند برای افزایش سرعت سیگنال
• خرید روترهایی با خطوط پهنای باند بیشتر
• استفاده از تکرارکننده‌های بی‌سیم (wireless repeaters) برای تقویت سیگنال
• استفاده از  virtual private networkها برای بهینه‌سازی جریان ترافیک

نظارت بر پهنای باند به شما امکان می‌دهد تا آن را بهبود و سرعت استفاده هم‌زمان از داده‌ها را افزایش دهید.

دستگاه‌های متصل به شبکه را ارزیابی و بررسی کنید.

نوع، تعداد و میزان استفاده از پهنای باند توسط هر دستگاهی، می‌تواند روی پردازش داده‌ها در سراسر شبکه تاثیر بگذارد. بررسی هر دستگاه ممکن است زمان‌بر باشد، اما می‌تواند به کاهش یا حتی جلوگیری از ازدحام شبکه کمک کند.

تعداد زیاد دستگاه‌ها یا استفاده از دستگاه‌هایی که مصرف بسیار بالایی دارند نیز می‌تواند منجر به ازدحام شبکه شود. در چنین وضعیتی استفاده از منابع و درخواست برای داده‌ها به‌شدت بالا می‌رود و احتمال بروز تراکم شبکه بسیار زیاد می‌شود.

از روش مدیریت کیفیت خدمات (QoS) استفاده کنید.

کیفیت خدمات (Quality of Service) روشی برای اولویت‌بندی ترافیک شبکه است و می‌تواند مشکلات شبکه را حل و پهنای باند را بهینه کند. اگر شبکه شما دائماً تاخیر یا قطعی دارد یا کیفیت تماس‌های صوتی و ویدیویی ضعیف است، احتمالا نشان‌دهنده‌ این است که ترافیک شبکه به حد مجاز پهنای باند رسیده و باعث کاهش کارایی چندین اپلیکیشن شده‌است.

مایکروسافت QoS را مجموعه‌ای از استانداردها و مکانیزم‌های صنعتی برای تضمین عملکرد با کیفیت بالا، برای اپلیکیشن‌های ضروری تعریف می‌کند. با استفاده مکانیزم‌های QoS، مدیران شبکه می‌توانند بدون نیاز به گسترش یا تأمین بیش‌ازحد شبکه‌ها، همان منابع موجود شبکه را بهینه کنند و کیفیت خدمات خود را ارتقا دهند.

آنچه در مقاله ازدحام شبکه خواندید

ازدحام شبکه یکی از چالش‌های اصلی در مدیریت شبکه‌های مدرن است که می‌تواند عملکرد کلی کسب‌وکار‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. هرچند پیشگیری کامل از تراکم شبکه ممکن نیست، اما با به‌کارگیری استراتژی‌های مؤثر، می‌توانید تأثیرات آن را به حداقل برسانید و کارایی و پایداری شبکه را تضمین کنید. برای نمونه می‌توانیم با شناسایی علت‌های اصلی ترافیک شبکه مانند پهنای باند کم، دستگاه‌های با مصرف بالا، سخت‌افزارهای قدیمی و… تا حد زیادی از بروز تراکم شبکه جلوگیری کنیم.