تاخیر در شبکه چیست؟ علت ایجاد latency شبکه

تاخیر در شبکه به مدت‌زمانی اشاره دارد که یک بسته داده از مبدا به مقصد می‌رسد؛ یعنی مدت‌زمان تاخیر انتقال داده‌ها در شبکه. این پارامتر عددی، یکی از عوامل کلیدی در سرعت بارگذاری وب‌سایت‌ها، استریم و بازی‌های آنلاین است و تجربه کاربری را به‌طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌دهد. اگر کنجکاو هستید که بدانید چطور می‌توان هر میلی‌ثانیه این تاخیر را کم کرد و تجربه اینترنتی روان‌تری را رقم زد، در این مطلب از بخش آموزش شبکه همراه پارس‌‌پک باشید. اینجا با مفهوم Latency، عوامل موثر روی آن، انواع تاخیر و راه‌های کاهش آن آشنا می‌شوید.

Latency چیست؟

تاخیر شبکه، مدت‌زمان تاخیر ارسال یک بسته داده از مبدا و دریافت آن در مقصد را با واحد میلی‌ثانیه (ms) نشان می‌دهد. برای مثال، وقتی که کاربر روی یک لینک کلیک می‌کند، چند میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا اولین پاسخ از سرور به مرورگر برسد. این فاصله زمانی، همان Latency است. هرچه لتنسی کمتر باشد، شبکه پاسخ‌گویی بیشتری داشته و کارایی ارتباطات بهتر خواهد بود. همچنین می‌توانید با مطالعه مقاله روش‌های تست سرعت سرور مجازی، به صورت دقیق سرعت VPS خود را محاسبه کنید.

چه عواملی موجب ایجاد تاخیر در شبکه می‌شوند؟

از مهم‌ترین فاکتورهای موثر در سرعت شبکه، تاخیر انتقال داده (Transmission Delay) است. ارتباط تاخیر شبکه و تاخیر انتقال داده چیست؟ این تاخیر زمان لازم برای ارسال تمام بیت‌های یک بسته روی لینک شبکه است و بخشی از لتنسی کلی را تشکیل می‌دهد.
پارامترهای دیگری که تاخیر شبکه را تحت تاثیر قرار می‌دهند عبارتند از:

• بالا بودن تاخیر ذخیره‌سازی (Disk Latency) به‌عنوان زمان خواندن یا نوشتن داده روی هارد یا SSD
• ترافیک شبکه و ازدحام بسته‌ها در بالا بودن حجم داده‌ها
• پهنای باند پایین یا اتصالات ناپایدار
• فاصله فیزیکی بین مبدا و مقصد
• پردازش در روترها و سوییچ‌ها
• بالا بودن زمان پاسخ‌دهی سرور یا فایروال‌ها
• انتقال بسته‌های بزرگ‌تر یا پروتکل‌های پیچیده‌تر
• بالا بودن زمان پاسخ مرورگر در بارگذاری صفحات

انواع Latency در شبکه

تاخیر در شبکه انواع گوناگونی دارد. اما اساس دسته‌بندی Latency چیست؟ این دسته‌بندی بر اساس مرحله‌ای است که داده در مسیر انتقال در آن قرار دارد. با این رویکرد، می‌توانید دقیقا متوجه شوید که هر بخش شبکه چه میزان تاخیر ایجاد می‌کند و نقاط لازم برای بهینه‌سازی Latency را شناسایی کنید. در ادامه انواع لتنسی شبکه را می‌بینید.

۱. تاخیر انتشار (Propagation Delay)

این تاخیر در مرحله حرکت سیگنال از مبدا به مقصد فیزیکی رخ می‌دهد. طول مسیر و سرعت انتقال سیگنال در رسانه این عدد را تعیین می‌کنند. برای مثال، سیگنال نور در فیبر نوری با سرعت تقریبی ۱۰۸×۲ متر بر ثانیه حرکت می‌کند. پس یک بسته داده مسافت ۱۰۰۰ کیلومتری را حدوداً در ۵ میلی‌ثانیه طی می‌کند.

۲. تاخیر انتقال (Transmission Delay)

معنی Latency در انتقال، مدت زمانی است که تمام بیت‌های یک بسته داده، روی لینک شبکه ارسال می‌شوند و با فرمول زیر به دست می‌آید:
انتقال تاخیر=بیت بسته اندازه بیتثانیهلینک باند پهنای
به عنوان مثال، یک بسته ۱ مگابیتی روی لینک ۱۰ مگابیت بر ثانیه حدود ۰.۱ ثانیه طول می‌کشد. بنابراین، بسته‌های بزرگ روی لینک‌های کم‌سرعت، تأخیر بالایی دارند.

۳. تاخیر پردازش (Processing Delay)

این نوع لتنسی زمانی است که تجهیزات شبکه برای پردازش و مسیریابی بسته‌ها صرف می‌کنند. روترها و سوییچ‌ها باید بسته را بررسی کنند، جدول مسیریابی را چک کنند و تصمیم بگیرند که بسته به کجا فرستاده شود. به‌این‌ترتیب، پردازش پیچیده‌تر (مانند بررسی فایروال یا رمزنگاری) زمان بیشتری می‌گیرد و باعث تأخیر بالا می‌شود.

۴. تاخیر صف‌بندی (Queuing Delay)

تعریف Latency در صف‌بندی، مدت‌زمانی است که بسته‌ها در بافر تجهیزات شبکه منتظر پردازش یا ارسال هستند. این وقفه معمولاً به دلیل ازدحام یا ترافیک بالا ایجاد می‌شود. هرچه تعداد بسته‌های ورودی بیشتر باشد، زمان انتظار، طولانی‌تر می‌شود.

۵. تاخیر سریال‌سازی (Serialization Delay)

آخرین مورد از انواع Latency در شبکه، زمانی است که طول می‌کشد تا داده‌ها به سریال بیت‌ها تبدیل شده و روی لینک فیزیکی منتقل شوند. این زمان با سرعت لینک و اندازه بسته رابطه مستقیم دارد. هرچه سرعت لینک پایین‌تر یا بسته بزرگ‌تر باشد، این وقفه بیشتر می‌شود.

میزان مطلوب تاخیر در شبکه چقدر است؟

این عدد بسته به نوع استفاده از شبکه، متفاوت است؛ اما به‌طور کلی Latency کمتر از ۱۰۰ میلی‌ثانیه برای وب و استریم معمولی مطلوب است. در حالی که برای بازی‌های آنلاین و تماس‌های ویدئویی تعاملی، بهتر است این عدد کمتر از ۵۰ میلی‌ثانیه باشد تا پاسخ‌دهی سریع و بدون مشکل باشد.

تاخیر در شبکه چه مشکلاتی را ایجاد می‌کند؟

مفهوم Latency، یعنی داده‌ها دیرتر از حد انتظار بین کاربر و سرور جابه‌جا می‌شوند. از رایج‌ترین مشکلات این وقفه می‌تواند به موارد زیر اشاره کرد:

• کم شدن سرعت بارگذاری وب‌سایت: طولانی شدن دریافت درخواست‌های HTTP و پاسخ سرور. هرچه Latency بالاتر باشد، تبادل بسته‌های داده (مانند HTML، CSS و تصاویر) دیرتر انجام شده و نمایش کامل صفحه دیرتر انجام می‌شود.
• لَگ در بازی‌های آنلاین: کُندی واکنش سرور به دستورات بازیکن (مثلاً گلوله با تأخیر شلیک شده و دشمن می‌تواند سریع‌تر واکنش نشان دهد).
• اختلال تماس ویدئویی: ناهماهنگی صدا و تصویر (مانند تاخیر چندثانیه‌ای در تماس از طریق Zoom)
• بافرینگ در استریم و ویدئو: بافرینگ در استریم و ویدئو یعنی داده‌های ویدئویی به اندازه کافی سریع دریافت نمی‌شوند و پخش‌کننده (مانند Netflix یا YouTube) برای پر شدن بافر، متوقف می‌شود.
• کاهش سرعت سرویس‌های ابری: زمان بیشتر برای پردازش درخواست‌ها (مانند کُندی ذخیره فایل در Google Drive).

نحوه کاهش Latency سایت

تأثیر Latency بر تجربه کاربری، در بارگذاری آهسته‌تر صفحات، وقفه در تعامل کاربر و در نهایت آسیب جدی به تجربه کاربر وارد می‌کند. در ادامه بهترین روش‌های کاهش این تاثیرات را از سمت مدیر سایت می‌بینید.

استفاده از شبکه تحویل محتوا (CDN)

شبکه‌های تحویل محتوا (CDN) نسخه‌های کش‌شده از محتوای ثابت وب‌سایت را در سرورهای مختلف در سراسر جهان ذخیره می‌کنند. سپس بسته به موقعیت جغرافیایی کاربر، داده‌ها را هر بار از نزدیک‌ترین سرور برای کاربران می‌فرستند.

فشرده‌سازی و بهینه‌سازی منابع

فشرده‌سازی فایل‌های CSS ،JavaScript و تصاویر حجم داده‌های انتقالی را کاهش داده و زمان بارگذاری صفحات را بهبود می‌بخشد. استفاده از فرمت‌های مدرن (مانند WebP برای تصاویر) و فشرده‌سازی GZIP یا Brotli برای فایل‌های متنی نیز حجم داده‌ها را کم می‌کند.

کاهش TTFB

مدیر سایت می‌تواند از طریق کاهش (TTFB (Time To First Byte، تأخیر شبکه را کم کند. اما TTFB چیست؟ زمان لازم برای دریافت اولین بایت پاسخ سرور پس از ارسال درخواست مرورگر. با بهینه‌سازی سرور، استفاده از کش و CDN و کاهش پردازش‌های سنگین بک‌اند، می‌توانید TTFB را کاهش دهید.

استفاده از کش موثر

با پیاده‌سازی کش در سمت سرور و مرورگر، نیاز کمتری به بارگذاری مجدد منابع ثابت خواهد بود. بنابراین زمان بارگذاری صفحات هم کمتر خواهد شد. می‌توانید از ابزارهایی مانند Redis برای کش‌گذاری سرور و تنظیم هدرهای مناسب برای کش استفاده کنید.

بهینه‌سازی زمان پاسخ سرور

انتخاب سرویس هاستینگ سریع و قابل‌اعتماد، بهینه‌سازی پایگاه‌داده‌ها و استفاده از فشرده‌سازی در سمت سرور، زمان پاسخ سرور را کاهش می‌دهد. طبیعتاً این راهکارها تأثیر مثبت مستقیمی بر زمان بارگذاری صفحات دارند.

نحوه کاهش Latency از سمت کاربر

اگر در جایگاه کاربر می‌پرسید که چگونه Latency را کاهش دهیم، توجه شما را به چند راهکار ساده‌ای جلب می‌کنیم که در ادامه می‌بینید.

۱. استفاده از اتصال کابلی به‌جای Wi-Fi

اتصال از طریق کابل اترنت نسبت به وای‌فای پایدارتر است و تداخل کمتری دارد. این امر باعث افزایش تأخیر در RTT می‌شود. شاید بپرسید RTT چیست؟ Round-Trip Time مدت‌زمان لازم برای ارسال یک بسته داده از مبدا به مقصد و دریافت پاسخ آن در همان مسیر است. در واقع اتصال کابلی، باعث تاخیر رفت و برگشت یک بسته داده می‌شود. اما با اتصال مستقیم به مودم یا روتر، مسیر انتقال کوتاه‌تر و پایدارتر شده و Latency کمتر می‌شود.

۲. انتخاب سرور یا موقعیت جغرافیایی نزدیک‌تر

از مهم‌ترین عوامل موثر بر Latency، فاصله جغرافیایی است. در انتخاب سرور (برای بازی، سرویس‌های ابری و…) باید کوتاه‌ترین فاصله را انتخاب کنید. هرچه فاصله بین کاربر و سرور کمتر باشد، تعداد روترهای میانی و تاخیر فیزیکی کاهش می‌یابد.

۳. بهینه‌سازی تنظیمات DNS

اگر به‌عنوان کاربر اینترنت خانگی و برای جست‌‌و‌جوی زیاد در فضای وب می‌پرسید که بهترین روش کم کردن Latency در شبکه چیست، پیشنهاد ما تغییر تنظیمات (DNS (Domain Name System است. با این کار زمان تبدیل نام دامنه به آدرس (IP (DNS Lookup در اولین بارگذاری صفحات کاهش می‌یابد. استفاده از DNS های سریع (مانند Cloudflare) و DNS کش محلی، از جمله راهکارهای بهینه‌سازی این بخش است.

۴. به‌روزرسانی سخت‌افزار شبکه

به‌روز نبودن مودم یا روتر، رایج‌ترین دلیل تاخیر سخت‌افزاری در شبکه است. روترها یا مودم‌هایی با استانداردهای قدیمی مانند (Wi-Fi ۴) پشتیبانی خوبی از سرعت‌های بالا ندارند و این باعث صف‌بندی طولانی بسته‌ها می‌شود. ارتقا به روترهای Wi-Fi ۶ یا مودم‌های جدیدتر، تأخیر پردازشی را کاهش داده و عملکرد شبکه را بهبود می‌بخشد.

۵. به‌روزرسانی نرم‌افزارها و درایورها

نصب آخرین نسخه‌های درایورها، به‌روزرسانی‌های سیستم‌عامل و اصلاحات امنیتی و پروتکلی (مانند TCP Fast Open) باعث کاهش زمان اتصال و انتقال داده می‌شوند.

تفاوت Latency و Ping در چیست؟

Ping یک ابزار شبکه‌ای و یکی از روش‌های اندازه‌گیری Latency است. در تعریفی دقیق‌تر، Ping برای سنجش زمان رفت‌ و برگشت بسته‌ها (RTT) بین کاربر و سرور استفاده می‌شود. این پارامتر با میلی‌ثانیه (ms) گزارش می‌شود و نشان می‌دهد که بسته‌ها چقدر سریع از کاربر به سرور رفته و دوباره برمی‌گردند.
در مقابل، Latency روی تأخیر واقعی شبکه بین ارسال و دریافت داده‌ها است. در واقع Ping یک ابزار اندازه‌گیری برای میزان تأخیر و RTT است؛ اما لتنسی روی Ping تاثیر دارد. تاخیر شبکه بالاتر، باعث بالا رفتن Ping می‌شود. برای آشنایی بیشتر با پینگ و درک عمیق‌تر مفهوم آن مقاله پینگ چیست را بخوانید. در جدول زیر می‌توانید تفاوت Latency و Ping را با جزئیات بیشتر ببینید.

مقایسه مفاهیم تاخیر، توان عملیاتی و پهنای باند شبکه

در بحث شبکه، باید بدانید که تفاوت مفاهیم توان عملیاتی و پهنای باند با تاخیر شبکه چیست. هر یک از این سه مفهوم، به جنبه متفاوتی از انتقال داده‌ها اشاره دارد که به این شرح است:

• تاخیر (Latency): مدت‌زمان لازم برای ارسال یک بسته داده از مبدا به مقصد و دریافت پاسخ آن. مانند ارسال درخواست وب‌سایت و دریافت اولین بایت محتوا.
• توان عملیاتی (Throughput): میزان واقعی داده‌ای که در واحد زمان از شبکه منتقل می‌شود. مانند دانلود یک فایل ۱۰۰ مگابایتی در شبکه با سرعت واقعی ۵۰ مگابیت بر ثانیه. توان عملیاتی همیشه کمتر یا مساوی پهنای باند است و به کیفیت شبکه و تداخل‌ها بستگی دارد.
• پهنای باند (Bandwidth): حداکثر ظرفیت انتقال داده شبکه در واحد زمان که بر اساس مگابایت به ثانیه‌ای گیگابایت بر ثانیه حساب می‌شود. مانند اینترنت خانگی با پهنای باند ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه. در واقع پهنای باند نشان‌دهنده «حداکثر توان بالقوه» شبکه است؛ اما تضمین‌کننده سرعت واقعی نیست.

روش‌های کاربردی اثبات تاخیر در شبکه

روش‌های اندازه‌گیری Latency و اثبات آن، اولین قدم برای شناسایی دقیق مشکلات شبکه و اقدام برای رفع آن‌ها است. پیشنهاد ما استفاده از روش‌های زیر برای اندازه‌گیری و مستندسازی لتنسی است:

• دستور Ping: با وارد کردن دستور Ping در Command Prompt (در ویندوز) یا Terminal (در لینوکس) می‌توانید یک آدرس سایت (مثلاً ping google.com) را از کامپیوتر خود تست کنید و RTT را ببینید.
• دستورات Tracert یا Traceroute: وارد کردن دستور tracert google.com در ویندوز یا traceroute google.com در لینوکس، نشان می‌دهد که بسته‌‌هایتان از چه مسیرهایی (Hops) به مقصد می‌رسند و هر گره چه مقدار تاخیر دارد.
• دستور (MTR (My Traceroute: با نوشتن دستور mtr google.comدر ویندوز یا لینوکس، می‌توانید تغییرات تأخیر هر گره را به‌صورت زنده و مداوم ببینید.
• نرم‌افزار Wireshark Packet Capture: نرم‌افزاری گرافیکی و حرفه‌ای برای ضبط و تحلیل بسته‌های واقعی شبکه است. می‌توانید One-Way Delay (تاخیر یک‌طرفه) و Jitter (نوسان تاخیر) را هم در آن بررسی کنید.
• استفاده از وب‌سایت‌های تست تاخیر: وب‌سایت‌هایی مانند Speedtest.netیا Fast.com با یک کلیک Latency، Jitter، Packet Loss و سرعت دانلود و آپلود را نمایش می‌دهند.

جمع‌بندی

تاخیر در شبکه به‌معنای مدت‌زمان رفت‌وبرگشت داده بین مبدا و مقصد است و نقش مستقیم در سرعت بارگذاری صفحات وب، استریم و بازی‌های آنلاین دارد. یکی از مهم‌ترین عوامل موثر در این پارامتر، فاصله جغرافیایی است؛ اما فراموش نکنید که نوع مسیر و تجهیزات میانی هم در این زمان تعیین‌کننده‌‌اند. بنابراین دو مسیر با طول مشابه می‌توانند اختلاف چند میلی‌ثانیه‌ای در Latency داشته باشند؛ فقط به دلیل تعداد روترها، سوییچ‌ها و صف‌بندی بسته‌ها در مسیر.

سوالات متداول

آیا Latency صفر وجود دارد؟

خیر، لتنسی صفر وجود ندارد؛ چراکه حتی نور در فیبر نوری و پردازش بسته‌ها در روترها و سرورها زمان می‌برد.

چرا موبایل معمولا تاخیر بیشتری نسبت به کامپیوتر دارد؟

چون موبایل اغلب از شبکه‌های بی‌سیم با ناپایداری و نویز بیشتر استفاده می‌کند و پردازش شبکه آن نسبت به کامپیوتر کُندتر است.

تاثیر مرورگرهای مختلف بر لتنسی وب‌سایت چیست؟

مرورگرهای مختلف به دلیل موتور رندر و مدیریت کش متفاوت، می‌توانند سرعت پردازش و واکنش به درخواست‌های شبکه را تغییر دهند. در حال حاضر گوگل‌کروم (Google Chrome) سریع‌ترین مرور است.