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两个人的平均 ping 同样是 60 毫秒,一个人通话顺畅安静,另一个人的声音却像结巴的机器人。两者的差别就在抖动,也就是数据包到达的不均匀程度。平均 ping 会把它藏起来,测速也看不到它,但它恰恰是实时应用在网速很快的网络上仍然体验很差的主要原因之一。

本文在通话和游戏的场景下讲 VPN 抖动:抖动究竟是什么,应用如何应对它,VPN 如何让它升高或降低,如何在家里用真实数字做一次测量,以及你能改变什么。若想了解延迟的全貌,可先读VPN 能降低 ping 吗。

用一幅图理解抖动

设想一路公交车本该每 10 分钟一班。如果它正好在第 10、20、30、40 分钟到达,你可以安排一天的行程;如果它在第 6、21、24、41 分钟到达,平均间隔依然约为 10 分钟,但时刻表已经没用了。语音通话的数据包也是这样:发送端均匀地发出,比如每 20 毫秒一个,而网络送达时却不均匀。

严格地说,抖动是相邻数据包延迟的变化量。如果第一个包耗时 50 毫秒,第二个包耗时 58 毫秒,变化量就是 8 毫秒。工具通常给出多个包的平均值或标准差。

  • 延迟是等待时间的大小。
  • 抖动是这个等待时间变化了多少。
  • 丢包是某个包慢得太久或出错太严重,以至于根本不被采用。

大型网络公司的延迟说明把第一个概念讲得很清楚,而抖动是它不稳定的“亲戚”。

为什么实时应用比网页更在乎

网页能容忍不均匀的时序。浏览器等所有片段到齐后再绘制页面,所以一个包慢 40 毫秒、下一个包慢 120 毫秒,都会融进一两秒的总加载时间里。

通话和游戏却等不起。语音包必须按顺序、以稳定的节奏播放。为了应付到达时间不均匀,接收端应用会保留一个小缓冲区,称为抖动缓冲,先攒一小会儿,再均匀地播放出来。

  • 小缓冲能让对话保持灵敏,但吸收不了大幅摆动,迟到的包会被丢弃,于是你听到咔哒声或空白。
  • 大缓冲能吸收大幅摆动,却增加延迟,于是双方开始抢话。

许多现代应用会自动调整缓冲大小。抖动升高时缓冲变大,延迟增加,通话变得迟钝;抖动极端时缓冲追赶不上,声音仍然会断。基于 WebRTC 这类浏览器技术的视频通话就是这样处理的,所以不稳定的连接既会有延迟又会有杂音。

对游戏来说,抖动更为严厉。游戏每秒多次发送你的位置并接收其他人的位置。如果更新成团地、不均匀地到达,角色会瞬移,射击看起来迟迟才生效,你自己的移动会被事后纠正。竞技玩家往往更看重稳定,而不是尽可能低的 ping。

几个有用的粗略数字

这些是常见的经验值,并非保证,各个应用表现也不同。

抖动 语音或视频通话 在线游戏
低于 5 毫秒 非常流畅 非常流畅
5 到 15 毫秒 流畅 大体正常
15 到 30 毫秒 偶有杂音 快节奏游戏中会明显回弹
30 到 60 毫秒 频繁中断,延迟上升 竞技对战很难进行
超过 60 毫秒 常常无法使用 常常无法使用

另一个相关的数字是往返时间最好与最差之间的差距。如果你的最低 ping 是 20 毫秒、最高是 180 毫秒,波动范围就是 160 毫秒,平均值再好也救不了体验。

VPN 如何改变抖动

VPN 通过三种主要机制影响抖动。

  1. 更长的路径。 你的数据包要先经过 VPN 服务器。跳数更多、距离更远,通常意味着有更多地方可能出现排队。
  2. 处理时间。 设备要对每个包加密,服务器要解密。在新款手机或笔记本上这点时间很小,但在老旧、繁忙或处于省电模式的设备上,每个包的耗时可能不一致。
  3. 路由发生变化。 VPN 服务器通过自己的运营商接入互联网。晚上九点拥塞的路线,可能带来你平时的路线不会有的波动。

VPN 有时也显得有帮助。有些人发现开着隧道通话更稳,因为新路线绕开了自己宽带运营商网络里较差的一段。这并无保证,要看薄弱环节在哪里。诚实的做法是测量而不是想当然。为什么用 VPN 速度会变化一文讲的是同一权衡中速度的一面。

自己测量抖动:五分钟流程

不需要特别的工具,普通的 ping 就能看出波动。

第 1 步:先测没有 VPN 的基线。 选一个会响应 ping 的公共地址,发送 100 个包。

  • Windows:ping -n 100 ADDRESS
  • macOS 或 Linux:ping -c 100 ADDRESS

读最后的汇总。Windows 会给出最小、最大和平均值;macOS 和 Linux 还会多一个 mdev 或 stddev,它接近抖动数值。在 Windows 上,可以用最大值与最小值的差距大致判断。

第 2 步:开启 VPN 后重复。 连接,等十秒,运行同样的命令。

第 3 步:逐项对比。 记下每一轮的三个数字:最小、平均、最大,或偏差值。

第 4 步:在问题真正出现时测试。 如果通话只在晚上差,就在晚上测。抖动正是那种白天测试时会躲起来的问题。

第 5 步:试一下网线。 如果能用网线接路由器,就再测一遍。抖动明显下降,说明 Wi-Fi 是主因。

一个实际例子

阿诺在合租房里打网络游戏,还要接工作电话。

测试 最小 平均 最大 偏差
Wi-Fi,关 VPN,下午 3 点 14 ms 18 ms 41 ms 5 ms
Wi-Fi,开 VPN,下午 3 点 38 ms 46 ms 85 ms 9 ms
Wi-Fi,开 VPN,晚上 9 点 40 ms 71 ms 240 ms 38 ms
网线,开 VPN,晚上 9 点 38 ms 49 ms 96 ms 11 ms

下午时 VPN 增加了约 28 毫秒的延迟,这是更长路线的代价,而偏差几乎没变。晚上九点波动暴增,可阿诺插上网线后问题基本消失。原因是晚上的 Wi-Fi 拥塞,而不是隧道本身。如果没有第四行,阿诺就会去怪 VPN。

按效果降低抖动

从上往下做,大部分收益来自前三项。

  1. 用网线。 Wi-Fi 的重试和干扰是家中最大的抖动来源。一根短网线是最有效的单项改动。
  2. 通话或游戏时停掉上传流量。 云备份、照片同步和上传会塞满路由器的上行队列,通话的小包只能排在大包后面。这段时间请先暂停它们。
  3. 选择更近的 VPN 位置。 距离短、跳数少、波动小。对游戏和通话来说,距离比浏览网页重要得多。
  4. 离开 2.4 GHz。 信号够强就用 5 GHz,或者坐近一些。
  5. 重新连接 VPN。 新会话有时会选到更干净的路线。
  6. 重启路由器和光猫,如果它们已连续运行好几周。
  7. 关闭同一设备上的其他重负载应用,因为 CPU 繁忙会让处理时间不均匀。
  8. 保留 VPN 应用的默认设置,除非支持人员建议更改,并且一次只改一项。
  9. 考虑使用支持流量优先级的路由器(常称 QoS 或智能队列),尤其是全家共用较慢上行链路时。不同型号的设置方法不同。
  10. 这段时间不用 VPN,如果你并不需要它。在安全的家庭网络上打游戏或接可信的电话,未必需要隧道,但要根据你处理内容的敏感程度来决定。

如果问题还伴随掉线,请参阅如何提升 VPN 连接稳定性。

通话与游戏:各自需要什么

两种场景症状相似,但需求不同。

通话能容忍一点延迟,却不能容忍空白。延迟 120 毫秒但抖动很低的通话会很舒服,而延迟 40 毫秒却抖动严重的通话则不然。对通话来说,稳定比快更重要。如果你经常与客户通话,不妨准备一套简短的测试流程,在重要会议前先跑一遍,具体思路见远程办公 VPN。

游戏既要低延迟,又要稳定送达。快节奏射击游戏能察觉 10 到 20 毫秒的波动,而慢节奏的策略或回合制游戏几乎无所谓。在家玩游戏通常不需要 VPN;人们用它是为了在公共网络或旅行时保护隐私,代价是多一点延迟。不要指望它改善游戏连接,也不要以违反游戏条款的方式使用。

局限与坦率的提醒

  • 抖动无法彻底消除。 所有网络都有一些波动,目标是把它控制在应用能够掩盖的水平以下。
  • 平均值会误导人。 平均值好看但带有尖峰,对通话仍然有害,请看最大值和偏差。
  • 短时间测试会漏掉尖峰。 100 个包的测试不到两分钟。对于时有时无的问题,请延长时间或重复测试。
  • 晚上的抖动往往不是你的责任。 你所在楼宇或街区的共享链路可能已饱和,只有运营商才能解决。
  • ICMP ping 只是替代指标。 真实通话使用别的协议,有些网络对 ping 的处理也不一样。把数字当作迹象,而不是证据。
  • VPN 不承诺服务质量。 它保护流量,也可能增加延迟和波动。每次都要判断这种保护是否值得。

常见错误

  • 只看平均 ping 来判断连接好坏。
  • 中午测试,却想解决夜里才有的问题。
  • 没试网线就先怪隧道。
  • 在重要通话时让云备份继续运行。
  • 因为测速显示快,就为语音通话选了很远的位置。
  • 一次改五个设置,结果什么也没学到。
  • 指望应用里的抖动缓冲设置修好拥塞的网络。

总结

抖动是数据包之间延迟的不均匀程度。实时应用用缓冲区来掩盖它,但只能到一定程度,所以抖动一大,即使平均 ping 看起来不错,也会变成卡顿、杂音和角色瞬移。VPN 因为路径更长、处理更多,可能增加一些延迟,有时也增加一些波动,但家中最大的原因通常是 Wi-Fi 或上传流量。请在出问题的时间,分别在开启和关闭 VPN、使用网线和 Wi-Fi 的情况下测量,并且一次只改变一件事。

如果想在调整连接的同时用一个短期预付套餐试试其他位置,可以在价格页面了解它如何运作。

常见问题

抖动多少算好?

大致来说,抖动低于 10 毫秒对通话和游戏都很理想,10 到 30 毫秒通常可以接受,超过 30 毫秒就经常能听到或感觉到问题。具体数值因应用而异,只能作为经验参考,不是硬性标准。

抖动和 ping 是一回事吗?

不是。ping 也就是延迟,指数据包往返一次所需的时间;抖动指这个时间在相邻数据包之间变化的幅度。稳定在 80 毫秒的连接,体验可能比在 20 到 120 毫秒之间摆动的连接更好。

VPN 一定会增加抖动吗?

不一定。VPN 会让路径变长并增加一点处理,所以常常带来少量延迟,有时也带来一点波动。但如果本地网络本身就差,VPN 可能被冤枉,真正的原因其实是 Wi-Fi,所以一定要和关闭 VPN 的情况对比。

能通过应用里的设置修好抖动吗?

最大的改善通常来自 VPN 应用之外:用网线代替 Wi-Fi、减少家里的上传流量、选择更近的位置。除非支持人员建议,请保留应用的默认连接设置。

为什么晚上抖动更严重?

很多人同时上网时,共享链路会被占满,排队时间忽长忽短。这种不均匀的等待正是抖动所衡量的,所以高峰期往往更糟。

关于作者

Bob Kanokphon Thongdee,XPASS VPN 创始人

Bob Kanokphon Thongdee

  • XPASS VPN 创始人
  • eSIMonline.asia 联合创始人
  • 7 年以上网络营销经验
  • Cojourney Visa 与 Cojourney Travel 创始人

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