Menu

Co to jest utrata pakietów | Jak przetestować i naprawić utratę pakietów

  • Główny
  • Inny
  • Co to jest utrata pakietów | Jak przetestować i naprawić utratę pakietów

what is packet loss how test

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów

Ten kompleksowy samouczek wyjaśnia, czym jest utrata pakietów, jakie są jej przyczyny, jak to sprawdzić, jak przeprowadzić test utraty pakietów i jak to naprawić:

W tym samouczku zbadamy podstawową definicję utraty pakietów w odniesieniu do systemów sieci komputerowych. W każdej sieci zobaczymy podstawowe przyczyny utraty.

Przyjrzymy się również różnym narzędziom używanym do testowania utraty pakietów i innych parametrów wydajności sieci, takich jak jitter, opóźnienie pakietów, zniekształcenia, szybkość sieci i przeciążenie sieci, korzystając z różnych przykładów i zrzutów ekranu. Następnie sprawdzamy różne dostępne metody, aby to naprawić.

Jak przetestować i naprawić utratę pakietów

Czego się nauczysz:

Co to jest utrata pakietów?

Kiedy uzyskujemy dostęp do Internetu w celu wysyłania wiadomości e-mail, pobierania jakichkolwiek danych lub plików graficznych lub szukania jakichkolwiek informacji, małe jednostki danych są wysyłane i odbierane przez Internet, nazywane są one pakietami. Przepływ pakietów danych odbywa się między węzłami źródłowymi i docelowymi w dowolnej sieci i dociera do celu, przechodząc przez różne węzły tranzytowe.

Teraz, ilekroć te pakiety danych nie docierają do żądanego miejsca docelowego, stan ten nazywany jest utratą pakietów. Ma to wpływ na ogólną przepustowość sieci i QoS, ponieważ z powodu nieudanego dostarczania pakietów do węzła docelowego prędkość sieci spada, a aplikacje czasu rzeczywistego, takie jak przesyłanie strumieniowe wideo, gry również ulegają zmianie.

Przyczyny utraty pakietów

Przyczynę straty można wyjaśnić za pomocą poniższych punktów:

1) Zator w sieci :W godzinach szczytu lub w godzinach szczytu sieci, kiedy ruch w sieci osiąga maksymalne limity, a przepustowość sieci jest w wysokim stopniu wykorzystywana, występuje stan przeciążenia sieci. Teraz, w tym stanie, pakiety w każdym węźle pośrednim muszą czekać na swoją szansę na przekazanie, aż przeciążenie zostanie usunięte.

Jeśli jednak węzły nie będą w stanie przechowywać i przekazywać dalej tych pakietów, odrzucą je, aby poradzić sobie z szybkością sieci. W ten sposób następuje utrata pakietów w przypadku przeciążenia sieci. Ale istnieje wiele algorytmów i aplikacji, za pomocą których te utracone pakiety mogą zostać ponownie przesłane, aby dotrzeć do celu.

# 2) Błędy oprogramowania: Jest to jedna z najczęstszych przyczyn utraty pakietów danych, która jest wprowadzana do systemu podczas aktualizacji oprogramowania i skutkuje nieprawidłowym zachowaniem sieci z powodu wprowadzonych błędów. Można to zminimalizować, ponownie uruchamiając system i wprowadzając poprawki oprogramowania.

# 3) Problem ze sprzętem sieciowym :Rozbudowa infrastruktury sieciowej za pomocą starych i przestarzałych elementów sieci, takich jak routery, przełączniki, koncentratory, zapory i komputer, spowoduje utratę pakietów, ponieważ przy użyciu starych urządzeń cała sieć spowolni, co spowoduje niską przepustowość, a także utratę sieci łączność. Można je ulepszyć, używając zaktualizowanych urządzeń sieciowych.

# 4) Zagrożenia bezpieczeństwa :Jeśli zauważysz nagły spadek pakietów danych i spowolnienie prędkości sieci, możliwą przyczyną może być atak złośliwego wirusa na Twoją sieć. Oznacza to, że ktoś uzyskuje nieautoryzowany dostęp do Twojej sieci i wykonuje odmowę usługi, co powoduje wzrost obciążenia routera, w wyniku czego prosi router o porzucenie pakietów danych, aby sieć uległa awarii.

Tego rodzaju niechciane ataki na twoją sieć powodują utratę pakietów z powodu przeciążenia ruchu i słabej szybkości sieci. Można to zminimalizować, używając zaktualizowanego oprogramowania zabezpieczającego sieć i zapory, które wykrywają takie zagrożenia sieciowe i je eliminują.

# 5) Przeciążone urządzenie i nieodpowiednia infrastruktura do obsługi sieci :Jeśli systemowi zabraknie pamięci i osiągnie swoją pojemność, rozpocznie odrzucanie pakietów danych z powodu nadmiernego wykorzystania zasobów.

W tej sytuacji pakiety nie będą mogły dotrzeć do celu pomimo kolejkowania i buforów, ponieważ wtedy utrzymają się do pewnego limitu, a potem zaczną odrzucać pakiety danych.

Podobnie, jeśli administrator sieci nie jest wystarczająco inteligentny, aby poradzić sobie ze stanem przeciążenia systemu, wydajność sieci spadnie, a utrata pakietów będzie się powtarzać.

Zalecana lektura => NAJLEPSZE narzędzia do wykrywania pakietów

Skutki utraconych pakietów danych

Wpływa na różne aplikacje na różne sposoby. Na przykład, jeśli wyszukujemy i pobieramy dowolny plik z Internetu i następuje utrata pakietów, spowolni to prędkość pobierania.

Ale jeśli opóźnienie jest bardzo niskie, co oznacza, że ​​strata jest mniejsza niż 10%, wówczas użytkownik nie zauważy opóźnienia, a utracony pakiet zostanie ponownie przesłany i zostanie odebrany przez użytkownika w żądanym przedziale czasu.

Ale jeśli strata jest większa niż 20%, wtedy pobieranie danych zajmie systemowi więcej czasu niż zwykle, a zatem opóźnienie będzie zauważalne. W takim przypadku użytkownik musi poczekać, aż pakiet zostanie ponownie przesłany przez źródło, a następnie go odebrać.

Z drugiej strony, w przypadku aplikacji działających w czasie rzeczywistym, nawet 3% utrata pakietów jest niedopuszczalna ponieważ będzie to zauważalne i może zmienić znaczenie trwającej konwersacji i danych w czasie rzeczywistym, jeśli jeden z ciągów pakietów zostanie zmieniony lub zaginie.

Protokół TCP ma model ponownej transmisji utraconych pakietów, a kiedy protokół TCP jest używany do dostarczania pakietów danych, identyfikuje utracone pakiety i ponownie przesyła pakiety, które nie są potwierdzane przez odbiorcę. Ale protokół UDP nie ma żadnego scenariusza opartego na potwierdzeniu dla ponownej transmisji pakietów danych, dlatego utracone pakiety nie zostaną odzyskane.

Jak naprawić utratę pakietów?

Nie ma sposobu, aby osiągnąć zerową utratę pakietów, ponieważ przyczyny utraty, takie jak przeciążenie systemu, zbyt wielu użytkowników, problemy z siecią itp., Nieustannie pojawiają się przez cały czas. Możemy więc podjąć kroki w celu zminimalizowania utraty pakietów, aby uzyskać dobrą jakość sieci.

Następujące codzienne metody ćwiczeń mogą w dużym stopniu zminimalizować ogólną utratę pakietów.

  • Sprawdź połączenia fizyczne :Upewnij się, że połączenia między wszystkimi urządzeniami są prawidłowo wykonane. Wszystkie porty są poprawnie połączone wymaganym kablem z urządzeniami. Jeśli połączenie jest luźne, a kable są podłączone nieprawidłowo, nastąpi utrata pakietów.
  • Uruchom ponownie system :Jeśli nie restartowałeś systemu przez długi czas, uruchom go szybko, usunie to wszystkie błędy, a także może rozwiązać problem utraty.
  • Zaktualizuj oprogramowanie :Korzystanie ze zaktualizowanego oprogramowania i najnowszego systemu operacyjnego automatycznie zmniejsza ryzyko utraty pakietów.
  • Korzystanie z niezawodnego połączenia kablowego zamiast Wi-Fi: Jeśli do połączeń sieciowych użyjemy kabla światłowodowego i kabla ethernetowego zamiast sieci Wi-Fi, to jakość sieci może ulec poprawie i istnieje mniejsze prawdopodobieństwo utraty pakietów, ponieważ sieć Wi-Fi jest na to bardziej podatna.
  • Wymień przestarzały sprzęt :Zastąpienie przestarzałego sprzętu, takiego jak stare routery i przełączniki, które mają ograniczoną pojemność, na nowe, zaktualizowane urządzenia sieciowe o dużej pojemności, zminimalizuje utratę pakietów. Ponieważ przestarzały sprzęt jest bardziej podatny na awarie, co z kolei spowoduje porzucenie pakietów i zwiększenie ich utraty.
  • Wykrywanie typów błędów i odpowiednie ich naprawianie :Jeśli utrata pakietów wyrównania interfejsu wystąpi z błędami FCS, wówczas występuje niezgodność trybu dupleksu między dwoma końcami interfejsu routera. Dlatego w tym przypadku dopasuj interfejs, aby naprawić utratę. Jeśli występuje tylko utrata FCS, oznacza to problem z połączeniami kablowymi, dlatego sprawdź połączenia, aby naprawić straty.
  • Bilans linków :Jeśli przepustowość łącza między źródłem a miejscem docelowym jest zablokowana z powodu wysokiego i nadmiernego wykorzystania przepustowości łącza, rozpocznie odrzucanie pakietów, chyba że ruch stanie się normalny. W takim przypadku możemy przenieść połowę ruchu do łącza zabezpieczającego lub łącza redundantnego, które jest w stanie bezczynności, aby przezwyciężyć sytuację dużej utraty pakietów i zapewnić dobrą jakość usług. Jest to znane jako saldo linków.

Test utraty pakietów

Dlaczego wykonujemy test na utratę pakietów? Utrata pakietów jest odpowiedzialna za wiele problemów z siecią, zwłaszcza w przypadku łączności WAN i sieci Wi-Fi. Wyniki testu utraty pakietów wskazują na przyczyny tego problemu, na przykład z powodu połączenia sieciowego lub pogorszenia jakości sieci z powodu utraty pakietów TCP lub UDP.

Do badania strat używa się różnych narzędzi, jednym z nich jest Narzędzie do monitorowania sieci PRTG który pomaga potwierdzić utracone pakiety, zlokalizować problemy z utratą pakietów UDP i TCP, a także przeanalizować wykorzystanie sieci, obliczając przepustowość sieci, dostępność węzłów i sprawdzając adresy IP urządzeń sieciowych w celu uzyskania lepszej wydajności sieci.

Architektura PRTG:

Architektura PRTG

(wizerunek źródło )

# 1) Test utraty pakietów PRTG

Quality of Service (QoS) jednokierunkowy czujnik: To narzędzie służy do określania różnych parametrów, które są powiązane z jakością sieci między dwoma węzłami, zwanymi również sondami.

Służy do monitorowania utraty pakietów w połączeniach Voice over IP (VoIP).

Aby uruchomić ten test, konieczne jest zainstalowanie zdalnej sondy PRTG w systemie operacyjnym Windows na jednym końcu, który powinien być podłączony do sondy serwera PRTG.

Teraz, po ustanowieniu połączenia między sondą końcową serwera zdalnego i serwera, czujnik prześle pakiet pakietów UDP z sondy pochodzenia do zdalnego końca i oceni poniższe czynniki:

jak używać polecenia grep w unixie
  1. Szum lub jitter w milisekundach (min., Maks. I średnia)
  2. Odchylenie opóźnienia pakietów w milisekundach (min, max i średnia)
  3. Pakiety replik (%)
  4. Zniekształcone pakiety (%)
  5. Zgubione pakiety (%)
  6. Pakiety poza kolejnością (%)
  7. Ostatni dostarczony pakiet (w milisekundach)

Jednokierunkowy czujnik QoS

Przejdź do ustawień czujnika, a następnie wybierz sondę obszaru serwera jako koniec docelowy i sondę końca zdalnego jako hosta, a następnie PRTG automatycznie rozpocznie przekazywanie pakietów danych tam iz powrotem między dwiema wybranymi sondami. W ten sposób będzie monitorować wydajność połączenia sieciowego.

W ten sposób będziemy mogli zlokalizować utracone dane wraz z innymi parametrami, które są niezbędne dla dobrej wydajności sieci. Musimy tylko wybrać i wybrać hosta i zdalne urządzenie, wśród których chcemy przetestować utratę pakietów.

Odbłyśnik PRTG QoS: Najlepszą rzeczą w używaniu tego reflektora jest to, że może on również działać na dowolnym systemie operacyjnym Linux, więc nie ma przymusu używania systemu Windows i zdalnej sondy do wyjścia.

Jest to rodzaj skryptu w Pythonie, który przesyła pakiety danych między węzłami zwanymi punktami końcowymi a PRTG. W ten sposób wysyłając pakiety danych między dwoma punktami końcowymi, mierzy wszystkie parametry QoS sieci. W ten sposób wyodrębniając te dane oraz wykonując analizę i porównanie, możemy znaleźć jitter, odchylenie opóźnienia pakietów, utracone pakiety, zniekształcone pakiety itp.

Czujnik ping: Ten czujnik przesyła pakiety danych żądania echa protokołu ICMP (Internet Control Message Protocol) między dwoma węzłami sieci, w których musimy sprawdzić parametry sieci i utratę pakietów, a jeśli odbiornik jest dostępny, przywróci pakiety odpowiedzi echa ICMP jako odpowiedź na zapytanie.

Parametry, które pokazuje to:

  1. Czas ping
  2. Czas pingowania jest minimalny, jeśli używasz więcej niż jednego polecenia ping na interwał
  3. Czas pingowania jest maksymalny, jeśli używasz więcej niż jednego polecenia ping na interwał
  4. Utrata pakietów (%) za użycie więcej niż jednego polecenia ping na interwał
  5. Średni czas podróży w obie strony w milisekundach.

Domyślne ustawienie ping to cztery pingi na interwał skanowania dla systemu operacyjnego Windows i systemu operacyjnego Unix, ping będzie działał, dopóki nie naciśniemy słów kluczowych, aby go zatrzymać.

Teraz przetestujmy utratę pakietów między laptopem a siecią Wi-Fi.

Wykonaj poniższe kroki:

  1. Przejdź do wiersza poleceń, wybierając menu Start, a następnie wpisz „cmd”.
  2. Teraz otworzy się okno poleceń, użyj polecenia ping 192.168.29.1 i naciśnij enter.
  3. Spowoduje to pingowanie podanego adresu IP i da nam wynik pokazany poniżej.

Wynik:

sukces ping

Teraz, zgodnie z powyższym podsumowaniem, widzimy, że nie ma utraty pakietów i ping jest udany.

Rozważmy przypadek, gdy utrata jest obecna, wtedy wynik ping będzie wyglądał jak na poniższym zrzucie ekranu, na którym występuje 100% utrata pakietów, ponieważ użytkownik nie może połączyć się z siecią Wi-Fi.

utrata pakietów ping

czujnik ping

# 2) Narzędzie MTR do testu utraty pakietów

Omówiliśmy już pokrótce narzędzia ping i traceroute w jednym z poprzednich artykułów. Link znajduje się poniżej-

Musi przeczytać => Podstawowe kroki i narzędzia rozwiązywania problemów z siecią

Przejdźmy więc do narzędzia MTR, które łączy w sobie funkcje pingów i traceroute i służy do rozwiązywania problemów i monitorowania wydajności sieci i parametrów utraty pakietów.

Możemy uruchomić polecenie MTR z wiersza poleceń, używając MTR, po którym następuje adres IP hosta docelowego. Po uruchomieniu polecenia będzie ono śledzić miejsce docelowe, podążając różnymi trasami. Aby zatrzymać to i wykonać dochodzenie, możemy wprowadzić klawisz q i klawisz CTRL + C.

Zobaczmy, jak możemy analizować różne parametry łączności sieciowej za pomocą tego narzędzia z poniższego przykładu i danych wyjściowych jednej z sieci:

Test MTR

(wizerunek źródło )

  • Łączność z węzłem docelowym :Tutaj ślad MTR pokazuje w danych wyjściowych, że osiąga ostateczny przeskok do miejsca docelowego bez żadnej awarii, jak widać na powyższym obrazie, jasno widać, że nie ma problemu między łącznością źródła i miejsca docelowego.
  • Utrata pakietów: To pole wskazuje% utraty pakietów przy każdym przeskoku pośrednim, gdy przechodzimy od źródła do celu. Utrata 0% pakietów, jak pokazano na powyższym obrazku, wskazuje, że nie ma problemu, ale jeśli wykazuje pewną utratę, musimy sprawdzić ten konkretny przeskok.
  • Czas podróży w obie strony (RTT): Reprezentuje całkowity czas potrzebny pakietom na dotarcie do miejsca docelowego ze źródła. Jest liczony w milisekundach i jeśli jest bardzo duży, oznacza to, że odległość między dwoma przeskokami jest bardzo duża. Jak widać, różnica czasu RTT między przeskokiem 6 a przeskokiem 7 na powyższym zrzucie ekranu jest ogromna, ponieważ oba przeskoki znajdują się w różnych krajach.
  • Odchylenie standardowe: Ten parametr odzwierciedla odchylenie w opóźnieniu pakietu, które jest obliczane w milisekundach.
  • Drganie :Jest to zniekształcenie, które zwykle obserwuje się podczas komunikacji głosowej w sieci. Narzędzie MTR może również oszacować wielkość fluktuacji na każdym poziomie przeskoku między źródłem a miejscem docelowym, po prostu dodając pole w ustawieniach domyślnych i uruchamiając polecenie show jitter.

Weźmy inny przykład, w którym uruchamiamy polecenie MTR z kilkoma innymi ustawieniami niż domyślne. Tutaj będziemy wysyłać pakiety z każdą kolejną sekundą, prędkość będzie bardzo szybka, aby zauważyć utratę pakietów, a także wyślemy 50 pakietów danych w każdym przeskoku.

Teraz na poniższym zrzucie ekranu widzimy, że zwiększając prędkość transmisji pakietów i wysyłając więcej pakietów na przeskok, następuje awaria pakietów w przeskoku 1, przeskoku 2 i przeskoku 3 ze 100% awarią pakietów w przeskoku 2. Oznacza to, że to przeciążenie sieci podczas tych przeskoków. Musimy podjąć kroki, aby je naprawić.

Przykład testu MTR

Wniosek

W tym artykule poznaliśmy podstawy utraty pakietów wraz z przyczyną i metodami naprawy tego problemu w dowolnej sieci.

Utrata pakietów jest bardzo częstym problemem sieciowym, który występuje z powodu podstawowych problemów, takich jak problem z oprogramowaniem systemowym, usterka kabla itp. Dowiedzieliśmy się również, że nie można go całkowicie zneutralizować, można go zminimalizować tylko poprzez podjęcie środków ostrożności oraz korzystanie z różnych narzędzi do monitorowania i testowania sieci.

Przyjrzeliśmy się także sposobom oceny utraty pakietów, badając różne metody testowe przy pomocy zrzutów ekranu i obrazów.

rekomendowane lektury

^