Packet Loss: Kuinka mitata ja kuinka korjata

Verkot ovat nykyaikaisimpien organisaatioiden selkäranka. Niiden avulla kuka tahansa tarvitsee tietojaan missä tahansa. Mutta niin tärkeitä ja kriittisiä kuin ne voivat olla, verkot voivat kärsiä myös muutamista asioista. Itse asiassa on olemassa pääasiassa kolme pääongelmaa, jotka aiheuttavat suurimman osan kaikista verkkoongelmista: viive, jitter ja pakettien menetys. Tänään puhumme jälkimmäisestä. Yritämme selvittää, miksi ja miten pakettihäviö tapahtuu, mutta myös mitä työkaluja voidaan käyttää mittaamiseen se ja etsi lähde sekä tutkia lyhyesti, mitä voidaan tehdä vähentääkseen, ellei eliminoida, se.

Aloitamme yrittämällä määritellä paketin menetys, koska on tärkeää, että kaikki aloitamme samalta sivulta. Sitten tutkimme pakettien menetyksen eri syitä. Todellisia syitä on lukemattomia, mutta olemme valinneet viisi yleisintä ja tarkastelemme niitä syvällisemmin. Tämän jälkeen katsotaan joitain työkaluja, joita voidaan käyttää pakettien menetyksen mittaamiseen ja löytämiseen. Loppujen lopuksi, ennen kuin voimme korjata mitään, meidän on tiedettävä, että se on olemassa, ja meidän on tiedettävä missä se on. Ja kun puhutaan pakettihäviön korjaamisesta, se on viimeinen työjärjestyksemme.

Mikä on Packet Loss

minäYksinkertaisesti sanottuna pakettihäviö on lähteestä lähetettyjen datapakettien epäonnistuminen saavuttamaan määränpäähänsä. Tietopaketit, mikäli et tiedä, ovat pieniä datapaketteja, jotka siirretään tietokoneverkoissa. Jokainen datapaketti, koosta riippumatta, jaetaan paketteihin, jotka lähetetään peräkkäin verkkojen kautta ennen kuin vastaanottava osapuoli kokoaa ne uudelleen merkitykselliseksi tiedoksi. Eri syistä, joita aiomme tutkia, tapahtuu, että jotkut paketit katoavat kuljetuksen aikana. Kuvittele analogisena monisivun kirje, joka lähetettäisiin jokaisen sivun kanssa erillisessä kirjekuoressa. Juuri näin tietoa siirretään verkon kautta. Tässä esimerkissä pakettihäviö tapahtuu, jos yksi kirjekuorista katoaa kuljetuksen aikana.

Pakettien menetyksen syyt

Vaikka pakettien menetykseen on useita syitä - aivan liian monta kattamaan ne kaikki, olemme löytäneet viisi yleisintä.

1. Verkon ruuhkia

Verkon ruuhkautuminen on mahdollisesti ensisijainen syy pakettien menetykseen. Se on samanlainen kuin liikenneruuhkat ja tapahtuu tyypillisesti, kun dataa on enemmän kuin verkko pystyy käsittelemään. Kun näin tapahtuu, verkkolaitteet, kuten reitittimet, voivat lopulta pudottaa paketit, joille on jonotettu liian kauan, mikä johtaa pakettien menetykseen.

Jotkin WAN-linkit ja Internet-piirit ovat joskus kaistanleveyttä, jota palveluntarjoaja rajoittaa. Ne voivat esimerkiksi syöttää 2 Mbit / s kaistanleveyttä 10 Mbit / s fyysiseen piiriin. Jos yrität lähettää yli 2Mbps dataa tällaisessa piirissä, WAN- tai Internet-reititin pudottaa usein ylimääräistä liikennettä, mikä johtaa paketin menetykseen.

Verkon ruuhkia voi tapahtua myös, kun palveluntarjoajat tarkoituksellisesti ylikirjoittavat linkin. He tekevät sen perustelunsa perusteella, että kaikki palvelun tilaajat eivät käytä kaistanleveyttä samanaikaisesti. Kuitenkin ruuhka-aikoina, kun palvelua käyttää enemmän ihmisiä ja kysyntä ylittää sen kapasiteetin, ruuhkista aiheutuu todennäköisesti pakettihäviöitä.

2. Laitteen ylikuormitus

Toinen yleinen syy paketin menetyslaitteen ylikuormitukseen. Se tapahtuu, kun laite toimii sillä kapasiteetilla, jota varten sitä ei ole suunniteltu. Verkossa paketit voivat saapua reitittimeen nopeammin kuin niitä voidaan käsitellä / lähettää. Näiden tilanteiden käsittelemiseksi laitteilla on puskureita, joissa ne pitävät paketteja väliaikaisesti, kunnes ne käsitellään ja lähetetään. Nämä puskurit eivät ole kuitenkaan äärettömiä, ja ne voivat lopulta täyttyä, jolloin paketit pudotetaan.

Monissa tapauksissa laite toimii hyväksyttävällä tavalla normaaleina (huippun ulkopuolella) käyttöaikoina ja reitittää oikein kaikki paketit. Ruuhka-aikoina pakettien pudotukset voivat kuitenkin tapahtua huomattavasti.

3. Laitteisto- ja ohjelmisto-ongelmat

Viallinen laitteisto on jälleen yksi syy pakettien menetykseen. Olemme nähneet esimerkkejä WAN-reitittimistä, joissa on 100 Mbit / s rajapinnat, jotka eivät kyenneet lähettämään yli 30 Mbit / s dataa. Kun liikenne oli vähäistä, ongelmaa ei havaittu, mutta heti kun se ylitti 30 Mbit / s, paketteja alettiin pudottaa. Piirin siirtäminen saman laitteen eri liitäntään, jolla on täsmälleen sama liitäntäkokoonpano, korjasi ongelman ja vahvisti, että kyseessä oli reitittimen laitteistoon liittyvä ongelma.

Tiiviisti liittyvä pakettihäviön syy on buginen ohjelmisto, joka toimii verkkolaitteella. Verkkolaitteiden laiteohjelmistot ovat tietokoneohjelmia, ja siten ne altistuvat ohjelmointivirheille. Ne ovat yhä monimutkaisempia ohjelmistoja, ja niiden kehitysryhmän on usein mahdotonta löytää kaikkia virheitä verkkolaitteiden laiteohjelmistossa.

4. Haitallinen toiminta

Haittaohjelmat - pääasiassa palvelunestohyökkäysten muodossa - ovat toinen yleinen syy pakettien menetykseen. On kuitenkin selvää, että meillä on usein vain vähän hallintaa. Se tapahtuu, kun pahantahtoiset käyttäjät tulvavat verkkolaitteen, jolla on tarpeeksi liikennettä, jotta se ei enää pysty suorittamaan tehtäviään ja alkaa pudottaa paketteja.

Koska meillä ei ole hallintaa näissä tilanteissa, koska ne ovat kolmannen osapuolen työtä, paras tapa on välttää niitä kokonaan. On olemassa useita palveluita, jotka väittävät suojaavan verkkoasi DoS-hyökkäyksiltä. Jotkut heistä tekevät melko hyvää työtä, vaikka ne saattavatkin olla vähän kalliita. Mutta jos he voivat suojata sinua hyökkäykseltä, jonka muuten olet puolustuskyvyttömästä, se saattaa olla sijoituksen arvoinen.

5. Asetusvirheet

Ihmisvirhe on usein syyllinen monissa tilanteissa, ja paketin menetys ei eroa toisistaan. Laitekokoonpanovirhe on toinen yleisimmistä pakettien menetyksen syistä. Esimerkiksi rajapinnan nopeus ja kaksipuolinen epäsuhta voivat johtaa paketin menetykseen. Sitä tapahtuu esimerkiksi silloin, kun linkin toinen pää on asetettu kaksipuoleiseksi, kun taas toinen on asetettu puolipuolelle. Kun tämä tapahtuu, tapahtuu törmäyksiä, joista seuraa pakettien menetystä. Verkkolaitteet ovat yhä monimutkaisempia ja virheitä on helppo tehdä. Kokoonpanon hallintatyökalut voi auttaa sinua varmistamaan kokoonpanojesi virheetöntä toteuttamalla standardisoidut kokoonpanoelementit.

Pakettien menetyksen vaikutukset

Pakettien menetykset ovat yleisiä ja tapahtuu useimmissa verkoissa. Sillä on harvoin havaittava vaikutus, kunnes se saavuttaa kriittisen tason. Tällöin se voi aiheuttaa erilaisia ​​virheitä. Tiedostonsiirrot—jotka käyttävät yhteyskeskeistä TCP-protokollaa - ovat suhteellisen vaikuttumaton, koska suurimpaan osaan protokollia on sisäänrakennettu jokin virheenkorjaus ja puuttuva paketti voidaan lähettää uudelleen. Se on ongelmallisempaa reaaliaikaisten tai lähes reaaliaikaisten siirtojen kanssa -joka sen sijaan käyttää yhteydetöntä UDP-protokollaa - sellainen suoratoistovideona tai -äänenä tai ääninäytönä (VoIP), jos se voi aiheuttaa ohituksia, aukkoja, kuvan jäätymistä tai käsittämätöntä puhetta.

Jotkut työkalut paketin menetysten mittaamiseksi ja löytämiseksi

Jos haluat vähentää tai poistaa pakettien menetyksiä, sinun on ensin mitattava, onko verkossasi jotain ja jos se on, missä se tapahtuu. Kuten aiemmin totesimme, paketin menetys on normaalia ja esiintyy useimmissa verkoissa. Sen on kuitenkin pysyttävä tietyn kynnyksen alapuolella sen varmistamiseksi, ettei haittavaikutuksia havaita. Cisco Systems suosittelee esimerkiksi, että pakettihäviöt VoIP-liikenteessä - mahdollisesti sen liikenteen tyyppi, johon se eniten vaikuttaa - pidetään alle yhden prosentin. Videoiden suoratoistossa sen tulisi olla välillä 0,05–5% videotyypistä riippuen.

Koska VoIP-liikenne on liikennetyyppi, johon pakettihäviö vaikuttaa eniten, se ei tule yllätyksenä että suurin osa työkaluista, joita olemme löytäneet sen mittaamiseen ja paikantamiseen, ovat pääasiassa VoIP-verkon seurantaa työkaluja.

SolarWinds on tehnyt joitain parhaista verkonhallintatyökaluista viimeisten 20 vuoden aikana. Sen lippulaiva, Verkon suorituskyvyn näyttö, on jatkuvasti parhaiden SNMP-verkonvalvontatyökalujen joukossa. Yhtiö on kuuluisa myös ilmaisista työkaluista, jotka on tehty vastaamaan verkonvalvojien erityistarpeita. Nämä ilmaiset työkalut sisältävät tuotteita, kuten TFTP Server tai Advanced Subnet Calculator.

SolarWinds VoIP ja verkon laadunhallinta on omistettu VoIP-seurantatyökalu, joka on täynnä hienoja ominaisuuksia. Tätä työkalua voidaan käyttää valvomaan VoIP-puhelujen laadun mittareita, mukaan lukien paketin menetys, mutta myös viive, värinää ja MOS. Se voi auttaa VoIP-puhelujen suorituskyvyn vianmäärityksessä korreloimalla puheluongelmat ja verkon suorituskyvyn. Työkalu sisältää myös reaaliaikaisen WAN-seurannan, joka käyttää Cisco IP SLA -tekniikkaa. Työkalun VoIP-puhelupolun jäljitysominaisuuden avulla voit nähdä ja määrittää puheluongelmat koko verkkopolulla.

• ILMAINEN KOKEILU: SolarWinds VoIP ja verkon laadunhallinta
• Lataa linkki:https://www.solarwinds.com/voip-network-quality-manager/registration

Tämä työkalu voi seurata WAN-verkon suoritusta reaaliaikaisesti, ja siinä on myös hälytysominaisuuksia, jotka ilmoittavat sinulle epänormaalista tilanteesta. Se voi auttaa varmistamaan, että WAN-piirit toimivat odotetulla tavalla hyödyntämällä Cisco IP SLA -mittareita, synteettisiä liikennetestejä sekä mukautettuja suorituskynnyksiä ja hälytyksiä.

Mutta SolarWinds VoIP ja verkon laadunhallinta ei vain tarkkaile WAN-piirejäsi, se voi myös näyttää VoIP-yhdyskäytävien ja PRI-kantojen käyttö- ja suorituskykymittarit. Se voi auttaa kapasiteetin suunnittelussa sallimalla sinun arvioida äänen laatua suunniteltaessa uusia VoIP-käyttöönottoja.

Hinnat SolarWinds VoIP ja verkon laadunhallinta aloita 1 615 dollaria enintään viideltä IP SLA -lähdelaitteelta ja 300 IP-puhelimelta. Saatavana on myös muita lisensointitasoja - mukaan lukien laitteen rajoittamaton lisenssi. Vapaa 30 päivän kokeilu on saatavilla jos haluat viedä tuotteen koeajoon.

2. PRTG-verkkomonitori

PRTGVerkkomonitori alkaen Paessler on monikäyttöinen verkonvalvontajärjestelmä. Käyttämällä antureita, joita voidaan verrata lisäosiin, vaikka ne sisältyvät tuotteeseen, PRTG voidaan seurata monien erilaisten verkkojen ja järjestelmien parametreja. Työkalu voi tarkkailla käytännöllisesti katsoen mitä tahansa järjestelmää, laitetta, liikennettä ja sovellusta IT-infrastruktuurissasi.

Pakettihukan mittaamista ja paikantamista varten PRTG ehdottaa vähintään kolmea erilaista anturia. Ping-anturin avulla voit mitata laitteidesi saatavuutta ja laskea pakettihäviöt prosentteina. Palvelunlaatuanturin avulla voit seurata kokonaisia ​​verkkoreittejä ja mitata ja paikantaa sen. Viimeiseksi, Cisco IP SLA -anturia voidaan käyttää mittaamaan Cisco-laitteidesi pakettien menetyksen määrä. Voit valita, että sinulle ilmoitetaan sähköpostitse, tekstiviestillä tai push-ilmoituksella mobiililaitteella aina, kun kynnysarvo ylitetään, jotta voit ryhtyä tarvittaviin toimenpiteisiin.

PRTG-verkkomonitori on erittäin helppo ja nopea asentaa. Työkalun automaattinen etsintäjärjestelmä skannaa verkkosegmentit ja tunnistaa automaattisesti monenlaisia ​​laitteita ja järjestelmiä. Sitten se luo anturit ennalta määritellyistä laitemalleista. Erityiset VoIP-anturit on joskus määritettävä myöhemmin manuaalisesti, mikä tekee asennuksesta hieman pidempää, mutta tämä on silti yksi nopeimmista asennustyökaluista.

PRTG-verkkomonitori on saatavana ilmaisena, monipuolisena versiona, joka on rajoitettu 100 anturiin. Huomaa, että kaikki valvotut parametrit lasketaan yhtenä anturina. Yli 100 anturin tarkkailemiseen tarvitaan lisenssi. Hinnat vaihtelevat anturien lukumäärän mukaan ja alkavat 600 dollarista 500 anturilla jopa 14 500 dollariin rajattomilla antureilla. Laitteiden rajoittamaton 30 päivän kokeiluversio on saatavana.

3. ManageEngine OpManager VoIP-näytöllä

ManageEngine OpManager on toinen erinomainen verkonvalvontatyökalu. Se tarkkailee laitteidesi elintärkeitä merkkejä ja hälyttää heti, kun jotain on poissa spesifikaatioista. Työkalussa on intuitiivinen käyttöliittymä, jonka avulla löydät helposti tarvitsemasi tiedot. Siinä on myös erinomainen raportointimoottori sekä joitain valmiita ja mukautettuja raportteja. Tuotteen hälytysominaisuudet ovat myös erittäin kattavat paketin loppuun saattamiseksi.

Kun kyse on värinän seurannasta, ManageEngine OpManagern VoIP-näyttö -vaihtoehto voi aktiivisesti seurata ja raportoida infrastruktuurisi kykyä käsitellä VoIP-puheluita. Työkalu tarkkailee jatkuvasti VoIP-verkkojen kriittisiä palvelunlaatuparametreja Cisco IP SLA: n avulla. Valvottuihin VoIP-parametreihin sisältyvät paketin häviäminen, viive, värinää, keskimääräinen mielipidepiste (MOS) ja edestakainen matka (RTT).

ManageEngine OpManager on hinnoiteltu valvottujen laitteiden määrän perusteella. Hinnat vaihtelevat 715 dollarista 25 laitteelta 14 995 dollariin 1 000 laitteelta. VoIP-näyttö Vaihtoehto lisää 125 dollaria sitä vaativaa laitetta kohti. Saatavilla on ilmainen 30 päivän kokeiluversio, joten voit kokeilla tuotetta ja nähdä kuinka se sopii erityistarpeisiisi.

4. VoIPmonitor

VoIPmonitor on avoimen lähdekoodin pakettihaku, jolla on kaupallinen käyttöliittymä useimpien VoIP-protokollien seurantaan. Se toimii Linuxilla ja on suunniteltu analysoimaan käynnissä olevien VoIP-puhelujen laatua ITU-T G.107 E-mallin mukaisten verkkoparametrien, kuten paketin menetys ja häiriö, perusteella. Puhelutiedot ja niiden muuttujat tallennetaan tietokantaan. Jokainen puhelu voidaan tallentaa pcap-tiedostoon analysointia varten ulkoisilla työkaluilla, kuten Wireshark.

VoIPmonitor voi myös purkaa puheen ja toistaa sen verkkopohjaisen käyttöliittymänsä kautta sekä tallentaa sen levylle .WAV-tiedostona. Laatikossa tuote tukee G.711 alaw- ja ulaw-koodekkeja ja kaupalliset laajennukset lisäävät tukea G.722, G.729a, G.723, iLBC, Speex, GSM, Silk, iSAC ja OPUS. VoIPmonitor pystyy myös muuntamaan T.38 FAX-tiedoston PDF: ksi.

VoIPmonitor GUI-käyttöliittymä on saatavana joko paikallisesti isännöitynä palvelimena hinnoilla 42 dollaria kuukaudessa 10 kanavalla 917 dollari kuukaudessa 6 000 kanavalle tai pilvipohjaisena palveluna, jonka hinnat vaihtelevat 20 dollarista kuukaudessa 3 kanavalta 200 dollariin kuukaudessa 200 kanavat. Molemmat versiot ovat saatavana ilmaisena ja rajoittamattomana 30 päivän kokeiluna.

Kiinteä pakettihäviö

Paketin menetyksen mittaaminen ja paikantaminen, jos ensimmäinen askel sen korjaamisessa. Mikä tahansa yllä tarkastelluista työkaluista auttaa sinua tässä. Yleensä pakettien menetyksen syy on ilmeinen, kun olet löytänyt paikan, jossa se tapahtuu, ja sen korjaaminen on yksinkertainen tapa selvittää syy.

Jos verkko on ruuhkainen, sen kaistanleveyden lisääminen, jotta voit ohjata enemmän liikennettä, näyttää olevan ilmeinen vastaus. Voit myös harkita QoS-palvelun ominaisuuksien soveltamista. Se voisi mahdollistaa tietyntyyppisen liikenteen - esimerkiksi VoIP - antamisen etusijalle muulle liikenteelle, joka ei ole niin herkkä pakettien menetykselle tai kriittinen toiminnoille.

Jos paketin menetys johtuu laitteen ylikuormituksesta, ainoa ratkaisu voi olla päivittää tehokkaampaan laitteeseen. Joissakin tapauksissa se voi olla vain laitteen osa, joka on päivitettävä. Voit esimerkiksi korvata joskus 100 Mbit / s reitittimen käyttöliittymän 1 Gbps: n.

Viallinen laitteisto voidaan korjata korvaamalla se tai, jos se on helpompaa, käyttämällä saman laitteen toista virheellistä komponenttia. Jos reitittimen käyttöliittymä on esimerkiksi viallinen, voit ehkä käyttää yksinkertaisesti eri liitäntää samassa laitteessa. Vaikka tämä ei ole mitenkään hyvä ratkaisu, se soveltuu testaamiseen tai väliaikaisen korjauksen tarjoamiseen, kunnes yksikkö voidaan korvata.

Langattomat verkot ovat usein alttiimpia pakettien menetykselle radion häiriöiden vuoksi. Vaihtaminen kiinteään yhteyteen voisi olla tapa ratkaista tällaiset ongelmat, vaikka se ei aina ole mahdollista. Esimerkiksi, jos kyseinen laite on kannettava kannettava IP-puhelin, se saattaa tukea vain langatonta yhteyttä. Näissä tilanteissa vaihtaminen toiselle kanavalle tai eri taajuuden käyttö voi parantaa tilannetta tai jopa ratkaista asian kokonaan.

Jos paketin menetys johtuu haitallisista toimista, sinun on lievennettävä hyökkäystä mahdollisimman nopeasti. Tämä voi olla yhtä helppoa kuin käyttää käyttöoikeusluetteloa hyökkääjän IP-osoitteen estämiseen (jos se on staattinen ja tiedossa). Monimutkaisemmissa tapauksissa voit käyttää ominaisuuksia, kuten etäohjattua mustan reiän reititystä.

Sinun tulisi myös tarkistaa, että kokoonpano ei aiheuta paketin menetystä. Varmista, että kaksipuoliset asetukset vastaavat yhteyden kummassakin päässä. Olen henkilökohtaisesti taipuvainen pysymään poissa automaattisen nopeuden ja kaksipuolisen tulostuksen asetuksista, koska se on saanut minut vaikeuksiin useammassa kuin yhdessä. Pidän parempana pakottaa kunkin käyttöliittymän nopeus ja asettaa se kaksisuuntaiseksi. Nykyään ei ole pakottavaa syytä käyttää puolidupleksia muutenkin. Ja jos olet määrittänyt QoS: n verkkolaitteillesi, varmista, että puskurisi koko on riittävä. Muussa tapauksessa sinulla on puskurin ylivuodon riski, mikä johtaa paketin menetykseen.