什麼是延遲？改善網路延遲的方法

延遲是影響網路效能與使用者體驗的關鍵因素。本指南將探討延遲的概念、成因及其對應用程式效能的影響。了解不同類型的延遲，包括網路延遲、處理延遲與佇列延遲，以及它們如何影響整體系統效率。

探索測量與降低延遲的策略，以提升使用者滿意度與營運效率。理解延遲對於最佳化網路效能及確保順暢的數位互動至關重要。

網路延遲的定義與測量

網路延遲可定義為在網路中從一個點傳送到另一個點所需的時間。然而，此術語究竟如何定義以及如何測量，其細節會因情境而異。

以下是幾種在不同情況下可能有用的延遲定義。此處將用戶端定義為請求資料的電腦，而主機則定義為回應該請求的電腦或伺服器：

• 延遲 – 資料在網路中從一個點傳送到另一個點所需的時間（例如，從用戶端到主機）
• 往返時間 (RTT) – 主機在收到請求後，回應到達用戶端裝置所需的時間。名義上這是延遲時間的兩倍，因為資料在測量 RTT 時必須往返兩次相同距離。
• Ping – 測量回應要求訊息傳送到遠端系統並帶著回應返回所需的時間，通常以 ms 表示。Ping 也可定義為一種軟體公用程式——幾乎適用於任何作業系統——用來測量此統計數值。雖然與 RTT 類似，但 ping 特別指由 ping 程式執行的操作。
• 延遲感 – 一個非正式術語，通常與網路延遲有關或包含網路延遲，但也可廣泛用於任何系統延遲，例如從實體按鍵到字元出現在螢幕上之間所需的時間。

造成延遲的原因是什麼？

網路延遲由許多因素造成，從距離、傳輸媒介，到從用戶端到主機再返回所需經過多少個「躍點」。用戶端與主機端的設備也會增加延遲。請考慮以下可能導致延遲的因素：

• 距離 – 數位傳輸以人類難以想像的速度進行，但並非瞬間完成。如以下所述，繞行半個地球一趟（再返回）會使網路回應時間增加約 1/10 秒。
• 傳輸媒介 – 就延遲而言，陸基光纖線路是目前可用最快的連線，而銅製電氣連線通常會稍慢一些。
• 躍點 – 當網路資料從 A 點傳送到 B 點時，通常會透過不同的傳輸線路進行路由（經由「躍點」）。每發生一次躍點，交換硬體都會增加少量延遲，進而提高延遲時間。在其他條件相同的情況下，躍點越少，延遲越低。
• 運算硬體 – 用戶端與主機處理及傳送資料所需的時間，加上用於將資料導向目的地的交換裝置效率，都會造成網路延遲。

延遲如何影響網路安全

網路攻擊以網際網路的速度發生。如果防禦工具因系統延遲而無法足夠快速地回應，威脅就有更多時間與機會造成損害。從更廣泛的角度來看，企業的制度性延遲（亦即系統與人員處理正確資訊的速度）會影響需要人工介入的策略決策與威脅緩解的及時性。延遲，因此也就是反應時間，會影響對下列威脅的脆弱性，包括：

• 勒索軟體
• 惡意軟體
• 分散式阻斷服務 (DDoS)
• 針對特定應用程式的攻擊
• 網路釣魚活動
• SQL 注入
• 進階持續性威脅 (ATPs)

距離與傳輸媒介如何影響最低延遲（範例）

請注意，真空中的光速約為每秒 300,000 公里。根據我們目前對物理學的理解，這是資訊傳播速度的極限。然而，光纖纜線會將光速降低到「僅約」每秒 200,000 公里。電纜也非常快，但傳輸速度通常比透過光纖線路更慢。

假設我們位於紐約市，想要從約 11,000 公里外的東京伺服器取得資料。將 11,000 公里 (km) 除以 200,000 km/s，結果為 .055，也就是 55ms。將此距離加倍以計入回傳資料的路程，結果為 .110s 或 110ms。因此，110ms 是資料完成一次完整往返所需的絕對最短時間，這還未將處理與交換所造成的其他（可能相當顯著的）延遲計算在內。

然而，如果我們是從約 400km 外的紐約州 Rochester 存取資料，400km 除以 200,000km/s 僅為 2ms，資料返回則為 4ms。雖然這是相當可觀的降低，但這只是部分情況。交換設備與其他因素會為傳輸增加顯著的延遲時間，應盡可能將其降到最低。

我們如何改善網路延遲（以及感知延遲）？

請注意，嚴格意義上的網路延遲，也就是資料從用戶端機器到達主機，或反向傳送所需的時間，並不總是與終端使用者感知到的網路效能直接相關。這通常取決於應用程式，甚至取決於使用者在應用程式中操作的內容。

例如，在互動之間有 500 ms 的延遲可能影響不大 當被動串流播放電影時。人們與其互動的頻率相對較低。另一方面，半秒的延遲對於視訊會議而言會非常惱人，對於遊戲而言則幾乎無法使用。

以下是幾個可用於協助改善延遲的概念，以及它們在不同情境中的適用方式

• 實體距離 – 雖然您無法總是靠近您的通訊對端，但在其他條件相同的情況下，距離越近越好。這可將因距離以及躍點所造成的延遲降到最低。對於遊戲而言，這或許表示主要與您所在地區附近的人一起遊玩；而對於即時控制應用程式而言，則可能表示選擇位於同一城市的雲端供應商。對於必須與各式各樣用戶端互動的伺服器應用程式，這可能表示在不同區域策略性地（且具備備援地）部署資料儲存。
• 更新硬體 – 無論是作為用戶端還是主機，您的裝置回應輸入並將資料推送至網路的速度，都會影響整體系統延遲。請讓您的裝置保持最新並完成更新，包括路由器和交換器，以避免不必要的硬體延遲。
• 內部網路連線 – 運算裝置通常會先透過內部網路（無論是無線或有線）連線，之後才會在開放網際網路上傳輸資料。此系統可能會為整體系統增加延遲，因此應納入改善考量。一般而言，就延遲表現來看，有線（Ethernet）連線通常優於無線連線，但需要更多實體設定時間，且會降低可攜性。
• 外部網路（Internet）連線 – 雖然網際網路速度大多以最大頻寬作為宣傳重點，但更好的連線可能會改善實際延遲以及感知延遲。升級很少會導致效能變差，但請務必閱讀細則，及／或詢問其他具技術背景使用者的實際經驗。
• 目標式資料傳遞 – 當使用者會先與某些資料元素互動時（例如網頁頂端的資料），若這些元素載入速度最快，使用者可能會覺得系統回應更靈敏；若所有元素以相同速度載入，則未必會有這種感受。同樣地，資料網路也可能選擇優先處理視訊會議及其他對時間敏感的工作，而非其他工作。雖然實作細節會因應用程式而有很大差異，但在可能的情況下，應考量我們如何使用可用資源。

延遲 | 我們這個連網時代中的重要挑戰

隨著越來越多裝置連上網路，擁有快速、可靠且低延遲的連線變得至關重要。

所謂良好的延遲速度是什麼？越低越好。雖然永遠無法完全消除，但在將延遲維持在低水準的同時，監控問題，甚至找出改善機會，都應被視為重中之重。這同時適用於企業與個人層面，對於永遠在線的 IoT 裝置尤其重要。

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結論

電腦網路中的延遲，是指資料從一個地方傳送到另一個地方所需的時間。較低的延遲通常以毫秒為單位衡量，且表現較佳。它可能受到網際網路連線、硬體，以及節點之間實體距離的影響。延遲可能對網路安全造成重大影響，因為攻擊、偵測與回應之間的延遲，意味著惡意行為者可能有更多時間對系統造成損害。