what is packet loss how test
Tento komplexný návod vysvetľuje, čo je strata paketov, aké sú príčiny, ako to skontrolovať, ako vykonať test straty paketov a ako to napraviť:
V tomto návode preskúmame základnú definíciu straty paketov z hľadiska počítačových sieťových systémov. Uvidíme základné dôvody straty v akejkoľvek sieti.
Pomocou rôznych príkladov a snímok obrazovky sa tiež pozrieme na rôzne nástroje používané na testovanie straty paketov a ďalšie parametre výkonu siete, ako je jitter, oneskorenie paketov, skreslenie, rýchlosť siete a preťaženie siete. Potom tiež ideme skontrolovať rôzne dostupné metódy na opravu.
Čo sa dozviete:
Čo je to paketová strata?
Keď pristupujeme na internet na účely odosielania e-mailov, sťahovania akýchkoľvek dátových alebo obrazových súborov alebo hľadania akýchkoľvek informácií, drobné entity údajov sa odosielajú a prijímajú cez internet a sú známe ako pakety. Tok dátových paketov prebieha medzi zdrojovými a cieľovými uzlami v ľubovoľnej sieti a do svojho cieľa sa dostane prechodom cez rôzne tranzitné uzly.
Teraz, kedykoľvek tieto dátové pakety nedokážu dosiahnuť požadovaný konečný cieľ, potom sa podmienka nazýva strata paketu. Ovplyvňuje celkovú priepustnosť siete a QoS, pretože v dôsledku neúspešného doručenia paketov do cieľového uzla sa rýchlosť siete spomalí a ovplyvnia sa aj aplikácie v reálnom čase, ako napríklad streamovanie videa alebo hranie hier.
Príčiny straty paketov
Príčinu straty možno vysvetliť nasledujúcimi bodmi:
# 1) Preťaženie siete :Počas špičiek alebo hodín rušných v sieti, keď prevádzka v sieti dosiahne svoje maximálne limity a dôjde k vysokému vyťaženiu šírky pásma, nastane stav preťaženia siete. Teraz, počas tejto podmienky, musia pakety v každom medziľahlom uzle čakať na svoju šancu postúpiť ďalej, kým sa preťaženie nevymaže.
Ak ale uzly zlyhajú pri ukladaní a preposielaní týchto paketov, zahodia ich, aby zvládli rýchlosť siete. Takto dochádza k strate paketov v prípade preťaženia siete. Existuje ale veľa algoritmov a softvérových aplikácií, prostredníctvom ktorých je možné tieto stratené pakety opätovne prenášať do cieľového miesta.
# 2) Chyby softvéru: Toto je jedna z najbežnejších príčin straty dátových paketov, ktorá sa zavádza do systému počas aktualizácií softvéru a bude mať za následok neobvyklé správanie siete v dôsledku zavedených chýb. To je možné minimalizovať reštartom systému a zavedením opráv softvéru.
# 3) Problém so sieťovým hardvérom :Rozširovanie sieťovej infraštruktúry používaním starých a zastaraných sieťových prvkov, ako sú smerovače, prepínače, rozbočovače, brány firewall a počítač, povedie k strate paketov, pretože pri použití starých zariadení sa celková sieť spomalí, čo bude mať za následok zlú priepustnosť a tiež stratu v sieti pripojenie. Tieto sa dajú vylepšiť použitím aktualizovaných sieťových zariadení.
# 4) Bezpečnostné hrozby :Ak narazíte na náhly pokles dátových paketov a spomalenie rýchlosti siete, možnou príčinou môže byť škodlivý vírusový útok na vašu sieť. To znamená, že niekto získava neoprávnený prístup do vašej siete a vykonáva odmietnutie služby, aby sa zvyšovalo zaťaženie smerovača, a v dôsledku toho žiada váš smerovač, aby vyhodil dátové pakety, aby zlyhala sieť.
Takýto druh nechcených útokov na vašu sieť spôsobuje stratu paketov v dôsledku preťaženia prevádzky a zlej rýchlosti siete. To je možné minimalizovať použitím aktualizovaného softvéru na zabezpečenie siete a brány firewall, ktoré detegujú takéto sieťové hrozby a eliminujú ich.
# 5) Preťažené zariadenie a nedostatočná infraštruktúra na prácu so sieťou :Ak vášmu systému dôjde pamäť a dosiahne sa jej kapacita, začne vyraďovať dátové pakety z dôvodu nadmerného využívania zdrojov.
V tejto situácii nebudú pakety schopné dostať sa na miesto určenia napriek čakaniu v rade a vyrovnávacej pamäti, pretože potom vydržia do určitého limitu a potom začnú zhadzovať dátové pakety.
Podobne, ak správca siete nie je dosť chytrý na to, aby zvládol stav preťaženia systému, výkon siete sa zníži a opakovane dôjde k strate paketov.
Odporúčané čítanie => NAJLEPŠIE nástroje na sledovanie paketov
Účinky stratených dátových paketov
Ovplyvňuje rôzne aplikácie rôznymi spôsobmi. Napríklad, ak prehľadávame a sťahujeme akýkoľvek súbor z Internetu a dôjde k strate paketov, spomalí sa to rýchlosť sťahovania.
Ak je ale latencia veľmi nízka, čo znamená stratu menšiu ako 10%, potom si užívateľ nevšimne latenciu a stratený paket sa znovu prenesie a ten ho prijme v požadovanom časovom intervale.
Ak je však strata väčšia ako 20%, potom bude systému trvať viac času než stiahne dáta, ako je obvyklá rýchlosť, a tak bude badateľné oneskorenie. V takom prípade musí užívateľ počkať, kým paket znovu prenesie zdroj, a potom ho prijať.
Na druhej strane pre aplikácie v reálnom čase nie je prijateľná ani strata 3% paketov pretože to bude viditeľné a mohlo by to zmeniť význam prebiehajúcej konverzácie a údajov v reálnom čase, ak dôjde k zmene alebo zmene niektorého reťazca paketu.
Protokol TCP má model opätovného prenosu stratených paketov a keď sa na doručenie dátových paketov použije protokol TCP, identifikuje stratené pakety a opätovne vysiela pakety, ktoré prijímač nepotvrdí. Protokol UDP ale nemá žiadny scenár založený na potvrdení pre opätovný prenos dátových paketov, takže stratené pakety nebudú obnovené.
Ako opraviť stratu paketov?
Neexistuje spôsob, ako dosiahnuť stratu paketov s nulovým percentom, pretože príčiny straty, ako je preťaženie systému, príliš veľa používateľov, problémy so sieťou atď., Sa neustále objavujú. Môžeme teda prijať opatrenia na minimalizáciu straty paketov, aby sme dosiahli kvalitnú sieť.
Nasledujúce metódy denného tréningu môžu do veľkej miery minimalizovať celkovú stratu paketov.
- Skontrolujte fyzické pripojenia :Uistite sa, že sú pripojenia medzi všetkými zariadeniami správne vykonané. Všetky porty sú správne pripojené požadovaným káblom k zariadeniam. Ak je spojenie voľné a káble sú nesprávne pripojené, dôjde k strate paketov.
- Reštartujte systém :Ak ste systém dlho nereštartovali a potom ho rýchlo reštartovali, odstránia sa všetky chyby a môže sa tiež vyriešiť problém so stratou.
- Aktualizujte softvér :Používanie aktualizovaného softvéru a najnovšieho operačného systému automaticky zníži pravdepodobnosť straty paketov.
- Používanie spoľahlivého káblového pripojenia namiesto Wi-Fi: Ak na pripojenie k sieti namiesto siete Wi-Fi použijeme kábel z optických vlákien a ethernetový kábel, môže sa zlepšiť kvalita siete a je menšia šanca na stratu paketov, pretože je k nej náchylnejšia sieť Wi-Fi.
- Vymeňte zastaraný hardvér :Výmena zastaraného hardvéru, ako sú staré smerovače a prepínače, ktoré majú obmedzenú kapacitu, za nové aktualizované vysokokapacitné sieťové zariadenia, minimalizuje stratu paketov. Pretože zastaraný hardvér je náchylnejší na nefunkčnosť, čo následne spôsobí pokles paketov a zvýšenie ich straty.
- Zistenie typov chýb a príslušné odstránenie :Ak dôjde k strate paketu zarovnania rozhrania s chybami FCS, potom bude medzi dvoma koncami rozhrania smerovača nesúlad v duplexnom režime. V takom prípade teda vyrovnajte rozhranie, aby ste stratu napravili. Ak dôjde iba k strate FCS, potom nastane problém s káblovým pripojením, a preto skontrolujte spoje, aby sa straty napravili.
- Zostatok odkazu :Ak je šírka pásma spojenia medzi zdrojom a cieľom stiesnená z dôvodu vysokej a nadmerného využitia kapacity spojenia, začne pakety zhadzovať, pokiaľ sa prenos nestane normálnym. V takom prípade môžeme presunúť polovicu prenosu na ochranný odkaz alebo redundantný odkaz, ktorý je v nečinnom stave, aby sme prekonali situáciu vysokej straty paketov a poskytovania dobrej kvality služieb. Toto sa nazýva Link Balance.
Test straty paketov
Prečo vykonávame test straty paketov? Strata paketov je zodpovedná za mnoho problémov so sieťou, najmä v sieťach WAN a Wi-Fi. Výsledky testu straty paketov uzatvárajú dôvody, prečo je za tým problém, napríklad kvôli sieťovému pripojeniu alebo zhoršeniu kvality siete v dôsledku straty paketu TCP alebo UDP.
Na testovanie straty sa používajú rôzne nástroje, jedným z nich je Nástroj na sledovanie siete PRTG ktorá pomáha potvrdiť stratené pakety, vyhľadať problémy so stratou paketov UDP a TCP a tiež preskúmať využitie siete výpočtom šírky pásma siete, dostupnosti uzlov a kontrolou lepšieho sieťového výkonu pomocou IP adries sieťových zariadení.
Architektúra PRTG:
[obrázok zdroj ]
# 1) Test straty paketov PRTG
Jednosmerný snímač kvality služieb (QoS): Tento nástroj sa používa na určenie rôznych parametrov, ktoré súvisia s kvalitou siete medzi dvoma uzlami známymi tiež ako sondy.
Používa sa na sledovanie straty paketov v pripojeniach Voice over IP (VoIP).
Na vykonanie tohto testu je potrebné nainštalovať vzdialenú sondu PRTG na jednom konci do operačného systému Windows, ktorý by mal byť pripojený k sonde servera PRTG.
Teraz, keď je nadviazané spojenie medzi vzdialenou a koncovou sondou servera, snímač prenesie množstvo paketov UDP zo sondovej základne na vzdialený koniec a vyhodnotí tieto faktory:
aplikácia, ktorá umožňuje špehovať iné telefóny
- Šum alebo chvenie v milisekundách (min., Max. A priemer)
- Odchýlka oneskorenia paketu v milisekundách (min., Max. A priemer)
- Balíky replík (%)
- Skreslené pakety (%)
- Stratené pakety (%)
- Pakety mimo objednávky (%)
- Posledný doručený paket (v milisekundách)
Prejdite do nastavení snímača a potom vyberte sondu oblasti servera ako cieľový koniec a vzdialenú koncovú sondu ako hostiteľa. Potom PRTG automaticky začne posielať dátové pakety tam a späť medzi dvoma vybranými sondami. Takto bude monitorovať výkon sieťového pripojenia.
Týmto spôsobom budeme schopní lokalizovať stratené dáta spolu s ďalšími parametrami, ktoré sú nevyhnutné pre dobrý výkon siete. Musíme si len vybrať a vybrať hostiteľa a vzdialené zariadenie, medzi ktorými chceme testovať stratu paketov.
Reflektor PRTG QoS: Najlepšie na použití tohto reflektora je to, že môže bežať aj na ktoromkoľvek z operačných systémov Linux, takže nie je nútené používať na výstup systém Windows a vzdialenú sondu.
Toto je druh pythonovského skriptu, ktorý prenáša dátové pakety medzi uzlami známymi ako koncové body a PRTG. Poslaním dátových paketov medzi dvoma koncovými bodmi bude teda merať všetky parametre QoS siete. Extrahovaním týchto údajov a analýzou a porovnaním teda môžeme zistiť chvenie, odchýlku v oneskorení paketov, stratené pakety, zdeformované pakety atď.
Senzor Ping: Tento snímač vysiela pakety s požiadavkami na echo správy protokolu ICMP (Internet Control Message Protocol) medzi dvoma uzlami siete, na ktoré musíme skontrolovať sieťové parametre a stratu paketov, a ak je prijímač k dispozícii, vráti pakety odpovedí na echo ICMP ako odpoveď na žiadosť.
Parametre, ktoré zobrazuje, sú:
- Ping čas
- Čas ping je minimálny, ak používate viac ako jeden ping na interval
- Čas ping je maximálny, ak používate viac ako jeden ping na interval
- Strata paketov (%) pri použití viac ako jedného príkazu ping na interval
- Priemerná doba spiatočnej cesty v milisekundách.
Predvolené nastavenie pre príkaz ping sú štyri pingy na časový interval skenovania pre operačný systém Windows a operačný systém založený na Unixe, príkaz ping bude pokračovať, kým nezastavíme stlačenie niektorých kľúčových slov.
Teraz otestujme stratu paketov medzi prenosným počítačom a sieťou Wi-Fi.
Postupujte podľa nasledujúcich krokov:
- Prejdite na príkazový riadok výberom ponuky Štart a potom zadajte príkaz „cmd“.
- Teraz sa otvorí príkazové okno, potom použite príkaz ping 192.168.29.1 a stlačte kláves Enter.
- Toto vykoná ping na zadanú adresu IP a poskytne nám výstup, ktorý je uvedený nižšie.
Výkon:
Teraz, podľa vyššie uvedeného zhrnutia, vidíme, že nedochádza k strate paketov a ping je úspešný.
Zvážte prípad, keď tam je strata, potom bude výsledok pingu ako na nasledujúcom obrázku, kde dôjde k 100% strate paketov, pretože používateľ nie je schopný pripojiť sa k sieti Wi-Fi.
# 2) Nástroj MTR na test straty paketov
V jednom z predchádzajúcich článkov sme si už v krátkosti prečítali informácie o nástroji ping a traceroute. Odkaz je uvedený nižšie -
Musí sa čítať => Kroky a nástroje na riešenie základných problémov so sieťou
Prejdime teda k nástroju MTR, ktorý kombinuje funkcie príkazov ping aj traceroute a ktorý sa používa na riešenie problémov a sledovanie parametrov výkonu siete a straty paketov.
Príkaz MTR môžeme spustiť z príkazového riadku pomocou príkazu MTR, za ktorým nasleduje IP adresa cieľového hostiteľa. Po spustení príkazu bude pokračovať v sledovaní cieľa sledovaním rôznych trás. Aby sme zastavili vykonávanie vyšetrovania, môžeme zadať klávesy q a CTRL + C.
Pozrime sa, ako môžeme analyzovať rôzne parametre sieťového pripojenia pomocou tohto nástroja z nižšie uvedeného príkladu a výstupu jednej zo sietí:
[obrázok zdroj ]
- Pripojiteľnosť s cieľovým uzlom :Tu stopa MTR na výstupe ukazuje, že bez problémov zlyháva pri dosiahnutí konečného skoku cieľového miesta, ako vidíme z vyššie uvedeného obrázka. Je zrejmé, že medzi pripojením medzi zdrojom a koncom nie je problém.
- Strata paketov: Toto pole označuje% straty paketov pri každom prechode medzi segmentmi, keď prechádzame zo zdroja na koniec cieľa. Strata 0% paketov uvedená na obrázku vyššie naznačila, že nejde o problém, ale ak vykazuje určitú stratu, musíme skontrolovať konkrétny skok.
- Čas spiatočnej cesty (RTT): To predstavuje celkový čas, ktorý pakety potrebujú na dosiahnutie cieľa zo zdroja. Vypočíta sa v milisekundách a ak je veľmi veľký, znamená to, že vzdialenosť medzi dvoma chmeľmi je veľmi veľká. Ako vidíme, časový rozdiel RTT medzi hopom 6 a hopom 7 na vyššie uvedenom obrázku je obrovský, pretože obidve chmele sa nachádzajú v rôznych krajinách.
- Štandardná odchýlka: Tento parameter odráža odchýlku v paketovom oneskorení, ktorá sa počíta v milisekundách.
- Jitter :Toto je skreslenie, ktoré sa zvyčajne pozoruje počas hlasovej komunikácie v sieti. Nástroj MTR môže tiež vyhodnotiť množstvo chvenia na každej úrovni preskakovania medzi zdrojom a cieľom iba pridaním poľa do predvoleného nastavenia a spustením príkazu show jitter.
Zoberme si ďalší príklad, v ktorom spustíme príkaz MTR s niekoľkými odlišnými nastaveniami, ako je predvolené. Tu budeme posielať pakety každým nasledujúcim druhým prostriedkom, rýchlosť bude veľmi rýchla, aby sme si všimli stratu paketov, a taktiež pošleme 50 dátových paketov v každom skoku.
Teraz na snímke obrazovky nižšie vidíme, že zvyšovaním rýchlosti prenosu paketov a odosielaním ďalších paketov na preskok dochádza k zlyhaniu paketu v preskakovaní 1, preskakovaní 2 a preskakovaní 3 so 100% zlyhaním paketov pri preskakovaní 2. Znamená to, je preťaženie siete v týchto oblastiach. Musíme podniknúť kroky na ich nápravu.
Záver
V tomto článku sme sa naučili základy straty paketov, dôvody a spôsoby ich opravy v akejkoľvek sieti.
Strata paketov je veľmi častý problém so sieťou, ku ktorému dochádza v dôsledku základných problémov, ako je problém so systémovým softvérom, porucha kábla atď. Dozvedeli sme sa tiež skutočnosť, že sa nedá úplne neutralizovať, dá sa minimalizovať iba prijatím preventívnych opatrení a používanie rôznych nástrojov na monitorovanie a testovanie siete.
Pozreli sme sa tiež na spôsoby, ako vyhodnotiť stratu paketov štúdiom rôznych testovacích metód pomocou snímok obrazovky a obrázkov.
Odporúčané čítanie
- Testovanie zabezpečenia siete a najlepšie nástroje zabezpečenia siete
- 11 najlepších WiFi Sniffers - bezdrôtových paketových Sniffers v roku 2021
- Top 10 NAJLEPŠÍCH softvérových nástrojov na mapovanie siete pre topológiu siete
- 15 najlepších nástrojov na sieťové skenovanie (sieťový a IP skener) z roku 2021
- Čo je to virtualizácia? Príklady virtualizácie sietí, dát, aplikácií a úložísk
- 30 najlepších nástrojov na testovanie siete (nástroje na diagnostiku výkonu siete)
- Top 10 najlepších nástrojov na monitorovanie siete (hodnotenie 2021)
- Čo je Wide Area Network (WAN): Príklady živej siete WAN