پهنای باند زیروکلاینت چقدر است؟ بررسی میزان مصرف و روش‌های کاهش آن

آیا برای استفاده از زیروکلاینت به یک شبکه بسیار پرسرعت نیاز داریم؟ این یکی از اولین سوالاتی است که هنگام راه‌اندازی زیرساخت VDI و دسکتاپ مجازی مطرح می‌شود. تصور رایج این است که چون زیروکلاینت بیشتر پردازش‌های خود را روی سرور انجام می‌دهد، بنابراین حجم زیادی از اطلاعات باید دائما در شبکه جابه‌جا شود. اما واقعیت کمی متفاوت است. پهنای باند زیروکلاینت یک عدد ثابت نیست. نوع فعالیت کاربران، پروتکل ارتباطی، تعداد مانیتورها، رزولوشن تصویر، محتوای ویدئویی، کیفیت شبکه و حتی نرخ تغییر تصاویر روی صفحه می‌توانند میزان مصرف شبکه را تغییر دهند.

ممکن است کاربری که فقط با Word و نرم‌افزار حسابداری کار می‌کند چند صد کیلوبیت بر ثانیه مصرف داشته باشد، در حالی که کاربری دیگر هنگام مشاهده ویدئو، طراحی گرافیکی یا استفاده از چند مانیتور به چندین مگابیت بر ثانیه پهنای باند نیاز پیدا کند. بنابراین سؤال درست این نیست که «زیروکلاینت چقدر اینترنت مصرف می‌کند؟» بلکه باید پرسید: برای نوع کاربری سازمان ما چه مقدار پهنای باند لازم است؟

پهنای باند زیروکلاینت چیست؟

پهنای باند در ساده‌ترین تعریف، ظرفیت انتقال اطلاعات در یک شبکه طی مدت مشخص است و معمولا با Kbps، Mbps یا Gbps اندازه‌گیری می‌شود. در یک رایانه سنتی، پردازش برنامه‌ها عمدتا روی همان دستگاه انجام می‌شود. اما در معماری زیروکلاینت، بخش اصلی پردازش روی سرور، ماشین مجازی یا دیتاسنتر انجام خواهد شد و دستگاه کاربر نقش یک Endpoint را ایفا می‌کند.

ورودی‌هایی مانند حرکت موس و فشردن کلیدهای صفحه‌کلید از زیروکلاینت به سمت سرور ارسال می‌شوند. سرور نیز نتیجه پردازش و تغییرات تصویر را برای دستگاه کاربر می‌فرستد. در نتیجه، پهنای باند زیروکلاینت عمدتا تحت تاثیر حجم اطلاعات تصویری، صوتی و تجهیزات جانبی منتقل‌شده در یک Session قرار دارد.

نکته مهم اینجاست که پروتکل‌های دسکتاپ از راه دور معمولا تصویر خام نمایشگر را دائما منتقل نمی‌کنند. آن‌ها از روش‌هایی مانند: Compression، Caching و ارسال بخش‌های تغییرکرده تصویر استفاده می‌کنند تا ترافیک شبکه کاهش پیدا کند. برای مثال، مایکروسافت توضیح می‌دهد که RDP فقط بخش‌های تغییرکرده صفحه را انتقال می‌دهد و در زمان‌هایی که تصویر تقریبا ثابت است، مصرف شبکه بسیار پایین خواهد بود.

زیروکلاینت چگونه از پهنای باند شبکه استفاده می‌کند؟

برای درک بهتر مصرف پهنای باند زیروکلاینت فرض کنید یک کاربر در محیط VDI در حال نوشتن متن در Word است. وقتی کلیدی روی کیبورد فشرده می‌شود، حجم بسیار کوچکی از داده برای سرور ارسال خواهد شد. سرور تغییر ایجادشده را پردازش می‌کند و نتیجه تصویری برای Endpoint فرستاده می‌شود. اما اگر همان کاربر یک ویدئوی Full HD پخش کند، تقریبا در هر ثانیه قسمت بزرگی از تصویر تغییر می‌کند. در چنین شرایطی پروتکل باید اطلاعات بسیار بیشتری انتقال دهد. در نتیجه میزان ترافیک در یک Session ثابت نیست و دائما براساس فعالیت کاربر تغییر می‌کند.

نقش پروتکل ارتباطی

یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده پهنای باند مورد نیاز زیروکلاینت پروتکل ارتباطی آن است. پروتکل‌هایی مانند:

– PCoIP
– RDP
– Citrix HDX
– Blast Extreme

هرکدام روش‌های خاصی برای فشرده‌سازی، انتقال تصویر و مدیریت شرایط شبکه دارند. برای نمونه، PCoIP می‌تواند کیفیت تصویر و نرخ انتقال را متناسب با ظرفیت موجود شبکه تغییر دهد. HDX نیز از فناوری‌هایی مانند: Adaptive Compression، Intelligent Redirection و Data Deduplication برای بهینه‌سازی تجربه کاربری استفاده می‌کند.

پهنای باند مورد نیاز زیروکلاینت چقدر است؟

نمی‌توان یک عدد را برای تمام سازمان‌ها تعیین کرد، اما می‌توان براساس نوع Workload تخمین اولیه‌ای به دست آورد. در مستندات HP Anyware برای PCoIP، برای فعالیت‌های استاندارد اداری با تنظیمات بهینه ویندوز حدود 150 تا 250 Kbps به ازای هر Session به‌ عنوان نقطه شروع برنامه‌ریزی ظرفیت شبکه مطرح شده است. با بهینه‌سازی بیشتر تنظیمات PCoIP این مقدار حتی می‌تواند در برخی سناریوها حدود 80 تا 150 Kbps باشد. اما این اعداد فقط برای Workloadهای سبک و اداری مناسب هستند.

فعالیت‌های اداری

کاربرانی که بیشتر با موارد زیر سروکار دارند معمولا فشار زیادی بر شبکه وارد نمی‌کنند:

– Word و نرم‌افزارهای مشابه
– نرم‌افزارهای حسابداری
– ERP و CRM
– اتوماسیون اداری
– ایمیل
– ورود اطلاعات
– نرم‌افزارهای تحت وب سبک

در این محیط‌ها بیشتر صفحه ثابت است و تنها قسمت‌های کوچکی از نمایشگر تغییر می‌کند. به همین دلیل حداقل پهنای باند زیروکلاینت برای چنین کاربرانی بسیار کمتر از کاربران گرافیکی یا ویدئویی خواهد بود.

وب‌گردی و محتوای پویا

در وب‌سایت‌های مدرن، تصاویر، انیمیشن‌ها، تبلیغات، ویدئوها و اسکرول سریع باعث تغییر تعداد بیشتری از پیکسل‌های نمایشگر می‌شوند. به همین دلیل حتی دو کاربری که از یک Browser استفاده می‌کنند ممکن است میزان مصرف کاملا متفاوتی داشته باشند.

پخش ویدئو

ویدئو یکی از مهم‌ترین عوامل افزایش ترافیک VDI است. HP Anyware پیشنهاد می‌کند هنگام Capacity Planning برای یک کاربر که هم‌زمان ویدئوی 480p مشاهده می‌کند، حداقل حدود **1 Mbps** ظرفیت در نظر گرفته شود؛ رزولوشن بالاتر می‌تواند به پهنای باند بیشتری نیاز داشته باشد. Microsoft نیز در آزمایش‌های RDP نشان داده است که محتوای ویدئویی و تصاویر با نرخ تغییر بالا نسبت به فعالیت‌هایی مانند تایپ در Word، پهنای باند بسیار بیشتری مصرف می‌کنند.

کارهای گرافیکی و چندرسانه‌ای

اگر زیروکلاینت برای CAD، مدل‌سازی سه‌بعدی، تدوین ویدئو یا سایر نرم‌افزارهای گرافیکی استفاده شود، طراحی شبکه اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. در این محیط‌ها موارد زیر می‌توانند مصرف را افزایش دهند: رزولوشن بالا، چند مانیتور، Frame Rate بالا، تصاویر پیچیده و تغییرات سریع نمایشگر. بنابراین برای این گروه نباید از همان اعداد کاربران اداری استفاده کرد.

چه عواملی مصرف پهنای باند زیروکلاینت را افزایش می‌دهند؟

رزولوشن نمایشگر

هرچه Resolution افزایش یابد، تعداد پیکسل‌هایی که پروتکل باید مدیریت کند بیشتر می‌شود. مایکروسافت برای تجربه روان Remote Desktop در برخی Workloadها، در رزولوشن حدود 1920×1080 و نرخ 30 فریم بر ثانیه تقریبا 5 Mbps و برای 4K حدود 15 Mbps ظرفیت توصیه می‌کند. این اعداد مربوط به سناریوهای مشخص RDP هستند و نباید آن‌ها را به‌عنوان مصرف ثابت تمام زیروکلاینت‌ها در نظر گرفت.

تعداد مانیتورها

استفاده از دو یا سه مانیتور سطح تصویری Session را افزایش می‌دهد. اگر روی تمام نمایشگرها محتوای متحرک وجود داشته باشد، فشار بیشتری روی شبکه ایجاد خواهد شد.

نرخ فریم یا Frame Rate

Frame Rate مشخص می‌کند در هر ثانیه چند فریم تصویر نمایش داده شود. هرچه نرخ فریم بالاتر باشد، حرکت تصاویر نرم‌تر است اما داده بیشتری نیز باید پردازش و منتقل شود. در تنظیمات PCoIP امکان محدودکردن Maximum Frame Rate وجود دارد و HP صراحتا اشاره می‌کند که کاهش آن می‌تواند کاهش مصرف پهنای باند زیروکلاینت را به همراه داشته باشد.

انتقال USB، صدا و فایل

ترافیک Session فقط شامل تصویر نیست. Redirect کردن تجهیزات USB، انتقال فایل، چاپ، میکروفون، اسپیکر و تماس‌های صوتی نیز بخشی از ظرفیت شبکه را مصرف می‌کنند. بنابراین هنگام محاسبه ظرفیت نباید فقط Display Traffic را بررسی کرد.

آیا Latency از پهنای باند مهم‌تر است؟

گاهی سازمان پهنای باند زیادی دارد اما کاربران همچنان از کندی زیروکلاینت شکایت می‌کنند. دلیل ممکن است Latency باشد. Latency یا تأخیر شبکه مدت زمانی است که اطلاعات برای رفتن از Endpoint به سرور و دریافت پاسخ نیاز دارند.

فرض کنید سازمان یک لینک 100 Mbps دارد اما سرور در فاصله جغرافیایی زیادی قرار گرفته و تأخیر ارتباط بالا است. کلیک کاربر ممکن است با وقفه پاسخ داده شود؛ با اینکه پهنای باند ظاهرا کافی است. Packet Loss نیز اهمیت زیادی دارد. از دست رفتن بسته‌ها می‌تواند موجب کاهش کیفیت، تأخیر یا اختلال در صدا و تصویر شود.

مایکروسافت در راهنمای عیب‌یابی Azure Virtual Desktop اشاره می‌کند که Latency بالاتر از 200 میلی‌ثانیه ممکن است تجربه کاربری را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین هنگام بررسی پهنای باند زیروکلاینت در شبکه باید سه عامل را در کنار هم دید: Bandwidth + Latency + Packet Loss

محاسبه پهنای باند زیروکلاینت برای 50 کاربر

فرض کنیم شرکتی 50 زیروکلاینت دارد و کاربران عمدتا از نرم‌افزارهای اداری، ERP و مرورگر استفاده می‌کنند. اگر در یک محاسبه اولیه، میانگین مصرف فعال هر Session را مثلا 250 Kbps در نظر بگیریم:

50 × 250 Kbps = 12,500 Kbps

یعنی حدود 12.5 Mbps مصرف میانگین بالقوه. اما انتخاب یک لینک دقیقا 12.5 Mbps اشتباه است. چرا؟ زیرا کاربران همیشه رفتار یکسان ندارند. ممکن است چند نفر هم‌زمان وارد جلسه آنلاین شوند، فایل انتقال دهند یا صفحه‌ای دارای ویدئو باز کنند. علاوه بر آن، شبکه دارای ترافیک‌های دیگری مانند اینترنت، Backup، سرویس‌های داخلی و VoIP است.

HP Anyware توصیه می‌کند در برنامه‌ریزی ظرفیت PCoIP، Peak Traffic کمتر از 80 درصد ظرفیت نظری لینک باشد و مقداری Headroom نیز برای افزایش ناگهانی ترافیک باقی بماند. بنابراین محاسبه حرفه‌ای باید براساس Peak Usage و اندازه‌گیری واقعی کاربران انجام شود، نه فقط ضرب تعداد کاربران در یک عدد ثابت.

چگونه مصرف پهنای باند زیروکلاینت را کاهش دهیم؟

1. تنظیم کیفیت تصویر

همیشه بالاترین کیفیت تصویر برای همه کاربران ضروری نیست. برای بخش حسابداری یا اتوماسیون اداری، کاهش جزئی کیفیت تصویر معمولا تفاوت محسوسی برای کاربر ایجاد نمی‌کند اما می‌تواند مصرف شبکه را کاهش دهد.

2. کنترل Frame Rate

برای کاربری اداری نیازی به نرخ فریم مشابه اجرای ویدئو نیست. تنظیم صحیح Maximum Frame Rate یکی از روش‌های کنترل مصرف PCoIP است.

3. انتخاب رزولوشن منطقی

استفاده غیرضروری از 4K در محیطی که کاربران صرفا با نرم‌افزارهای اداری کار می‌کنند باعث افزایش فشار بر زیرساخت خواهد شد.

4. استفاده از Multimedia Redirection

در برخی زیرساخت‌ها می‌توان محتوای چندرسانه‌ای را به شکل بهینه‌تری در Endpoint پردازش کرد. Citrix برای مثال از Browser Content Redirection استفاده می‌کند. آزمایش‌های Citrix نشان می‌دهد فعال بودن BCR می‌تواند در برخی سناریوهای پخش ویدئو تفاوت چشمگیری در ترافیک Session ایجاد کند.

5. استفاده از QoS

Quality of Service یا QoS روشی برای اولویت‌بندی انواع ترافیک شبکه است. در سازمانی که VoIP، VDI، Backup و اینترنت از یک زیرساخت مشترک استفاده می‌کنند، QoS کمک می‌کند ترافیک حساس به تأخیر در زمان شلوغی شبکه اولویت مناسبی دریافت کند.

6. اندازه‌گیری واقعی قبل از توسعه پروژه

یکی از بهترین روش‌ها، اجرای Pilot است. ابتدا چند کاربر واقعی با Profileهای متفاوت انتخاب کنید و مصرف آن‌ها را در ساعات کاری اندازه‌گیری کنید. Omnissa نیز در مستندات Horizon توصیه می‌کند به دلیل تفاوت زیاد Workloadها، میزان مصرف شبکه در مرحله Pilot اندازه‌گیری شود.

پهنای باند PCoIP چقدر است؟

پهنای باند PCoIP نیز براساس فعالیت کاربر تغییر می‌کند. برای کارهای استاندارد اداری، HP Anyware حدود 150 تا 250 Kbps را به‌عنوان نقطه شروع Capacity Planning بیان می‌کند، اما پخش ویدئو، صدا، USB و Workloadهای گرافیکی می‌توانند مصرف را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. یکی از مزایای PCoIP این است که می‌تواند متناسب با شرایط شبکه رفتار خود را تنظیم کند. در تنظیمات آن همچنین می‌توان مواردی مانند Maximum Bandwidth، Bandwidth Floor، Frame Rate و Image Quality را کنترل کرد. بنابراین طراحی درست شبکه و تنظیم صحیح پروتکل معمولا از صرفا افزایش ظرفیت لینک مؤثرتر است.

آیا زیروکلاینت اینترنت زیادی مصرف می‌کند؟

پاسخ بستگی به معماری دارد. اگر زیروکلاینت و سرور در یک LAN قرار داشته باشند، ترافیک اصلی Session در شبکه داخلی منتقل می‌شود و الزاما مصرف اینترنت مطرح نیست. اما اگر کاربران از شعب مختلف، اینترنت یا WAN به دیتاسنتر متصل شوند، ترافیک Session از لینک ارتباطی عبور می‌کند و ظرفیت اینترنت یا WAN اهمیت پیدا خواهد کرد. بنابراین عبارت **میزان مصرف اینترنت زیروکلاینت** همیشه معادل مصرف پهنای باند شبکه نیست. این تفاوت برای طراحی زیرساخت بسیار مهم است.

تأثیر پهنای باند بر عملکرد زیروکلاینت

کمبود ظرفیت شبکه می‌تواند علائمی مانند موارد زیر ایجاد کند:

– کاهش کیفیت تصویر
– تار شدن موقت تصویر
– افت Frame Rate
– تأخیر در نمایش تغییرات
– قطع و وصل شدن صدا
– افزایش زمان پاسخ
– تجربه نامناسب هنگام پخش ویدئو

در PCoIP نیز کمبود Bandwidth یا Packet Loss می‌تواند باعث افت کیفیت، تأخیر در Screen Update یا مشکلات صوتی شود. البته هر کندی‌ای به معنی کمبود پهنای باند نیست. CPU سرور، RAM، Storage، GPU، شبکه داخلی، Latency و حتی تنظیمات ماشین مجازی باید هم‌زمان بررسی شوند.

بهترین روش طراحی پهنای باند زیروکلاینت چیست؟

برای یک طراحی حرفه‌ای بهتر است ابتدا کاربران را براساس Workload دسته‌بندی کنید.

1. کاربران سبک اتوماسیون، تایپ، ERP و نرم‌افزارهای اداری.
2. کاربران متوسط وب‌گردی گسترده، تصاویر بیشتر، تماس صوتی و نرم‌افزارهای متنوع.
3. کاربران سنگین ویدئو، چند مانیتور، کنفرانس تصویری و اپلیکیشن‌های گرافیکی.
4. کاربران حرفه‌ای CAD، طراحی سه‌بعدی، تدوین، Visualization و Workstationهای مجازی.

بعد از این دسته‌بندی، یک Pilot واقعی اجرا و Average و Peak Bandwidth هر گروه اندازه‌گیری شود. این روش بسیار دقیق‌تر از استفاده از یک عدد عمومی برای تمام کاربران سازمان است.

جمع‌بندی

پهنای باند زیروکلاینت یکی از عوامل مهم در کیفیت تجربه کاربران VDI است، اما نمی‌توان برای آن یک عدد ثابت تعیین کرد. تعداد کاربران، نوع فعالیت، پروتکل ارتباطی، رزولوشن، Frame Rate، تعداد نمایشگرها، ویدئو، USB، صدا و وضعیت شبکه همگی در مصرف نهایی تاثیر دارند. برای کاربری اداری، مصرف می‌تواند بسیار پایین باشد؛ اما فعالیت‌های ویدئویی و گرافیکی ممکن است چندین برابر پهنای باند بیشتری نیاز داشته باشند. از طرف دیگر، فقط افزایش سرعت شبکه مشکل را حل نمی‌کند. Latency، Packet Loss، QoS، تنظیمات پروتکل و ظرفیت سرور نیز باید بررسی شوند.

بهترین راه برای تعیین دقیق پهنای باند مورد نیاز زیروکلاینت، دسته‌بندی کاربران، اجرای Pilot، اندازه‌گیری ترافیک واقعی و در نظر گرفتن ظرفیت اضافه برای ساعات اوج مصرف است. به این ترتیب می‌توان زیرساختی طراحی کرد که علاوه بر استفاده بهینه از منابع شبکه، تجربه‌ای سریع، پایدار و قابل اطمینان در اختیار کاربران قرار دهد.