what is packet loss how test
Този изчерпателен урок обяснява какво е загуба на пакети, какви са причините, как да се провери за това, как да се проведе тест за загуба на пакети и как да се поправи:
В този урок ще разгледаме основната дефиниция за загуба на пакети по отношение на компютърните мрежови системи. Ще видим основните причини за загубата във всяка мрежа.
Също така ще разгледаме различните инструменти, използвани за тестване на загуба на пакети и други параметри на мрежовата производителност като трептене, забавяне на пакети, изкривяване, мрежова скорост и задръстване на мрежата с помощта на различни примери и екранни снимки. След това също така проверяваме различни методи, които са на разположение, за да го поправим.
Какво ще научите:
Какво е загуба на пакети?
Когато имаме достъп до Интернет за изпращане на имейли, изтегляне на данни или файл с изображения или търсене на каквато и да е информация, малките обекти от данни се изпращат и получават през Интернет, те са известни като пакети. Потокът от пакети данни се осъществява между възлите на източника и местоназначението във всяка мрежа и достига до местоназначението си чрез преминаване през различни транзитни възли.
Сега, когато тези пакети данни не успеят да достигнат желаната крайна цел, условието се нарича загуба на пакети. Това влияе върху общата пропускателна способност на мрежата и QoS, тъй като поради неуспешното доставяне на пакети до възела на местоназначение скоростта на мрежата се забавя и приложенията в реално време, като стрийминг на видеоклипове, игри също се засягат.
Причини за загуба на пакети
Причината за загубата може да се обясни със следните точки:
# 1) Претоварване на мрежата :По време на пиковите часове или натоварения час на мрежата, когато трафикът в мрежата достигне максималните си граници и мрежовата честотна лента е силно използвана, възниква състоянието на задръстване на мрежата. Сега, по време на това състояние, пакетите на всеки междинен възел трябва да изчакат шанса му да бъдат препратени, докато задръстванията се изчистят.
Но ако възлите не успеят да съхраняват и препращат тези пакети, те ще ги изхвърлят, за да се справят със скоростта на мрежата. Ето как възниква загубата на пакети в случай на задръстване на мрежата. Но има много алгоритми и софтуерни приложения, чрез които тези загубени пакети могат да бъдат предадени повторно, за да стигнат до местоназначението.
# 2) Софтуерни грешки: Това е една от най-често срещаните причини за загубени пакети данни, която се въвежда в системата по време на актуализации на софтуера и ще доведе до ненормално поведение на мрежата поради въведените грешки. Това може да бъде сведено до минимум чрез рестартиране на системата и чрез въвеждане на софтуерно корекция.
# 3) Проблемът с мрежовия хардуер :Разрастването на вашата мрежова инфраструктура чрез използване на стари и остарели мрежови елементи като рутери, комутатори, концентратори, защитни стени и компютъра ще доведе до загуба на пакети, тъй като при използване на стари устройства цялостната мрежа ще се забави, което води до лоша пропускателна способност, а също и загуба в мрежата свързаност. Те могат да бъдат подобрени чрез използване на актуализирани мрежови устройства.
# 4) Заплахи за сигурността :Ако получите внезапен спад в пакетите с данни и забавяне на скоростта на мрежата, тогава възможната причина за това може да бъде злонамерена вирусна атака във вашата мрежа. Това означава, че някой получава неоторизиран достъп до вашата мрежа и изпълнява отказа за обслужване, така че натоварването на маршрутизатора се увеличава и в резултат на това иска от вашия рутер да пусне пакетите с данни, така че мрежата да се провали.
Такъв вид нежелани атаки във вашата мрежа причиняват загуба на пакети поради претоварване на трафика и лоша скорост на мрежата. Това може да бъде сведено до минимум чрез използване на актуализиран софтуер за мрежова защита и защитна стена, които откриват такива мрежови заплахи и ги елиминират.
# 5) Претоварено устройство и неадекватна инфраструктура за работа с мрежа :Ако системата ви свърши с памет и достигне капацитета си, тя ще започне да изхвърля пакетите с данни поради прекомерна употреба на ресурсите.
В тази ситуация пакетите няма да могат да стигнат до местоназначението въпреки опашките и буферите, тъй като тогава те ще поддържат до определен лимит и след това ще започнат да пускат пакети с данни.
какво да използвам за отваряне на xml файлове
По същия начин, ако администраторът на мрежата не е достатъчно интелигентен, за да се справи със състоянието на претоварване на системата, производителността на мрежата ще се влоши и многократно ще възникне загуба на пакети.
Препоръчително четене => НАЙ-ДОБРИ Инструменти за пакетиране на пакети
Ефекти от загубени пакети данни
Той засяга различни приложения по различни начини. Например, ако търсим и изтегляме какъвто и да е файл от Интернет и има загуба на пакети, това ще забави скоростта на изтегляне.
Но ако латентността е много ниска, което означава, че загубата е по-малка от 10%, тогава потребителят няма да забележи латентността и изгубеният пакет ще бъде предаден повторно и той ще бъде получен от потребителя в желания интервал от време.
Но ако загубата е по-голяма от 20%, тогава системата ще отнеме повече време за изтегляне на данните от обичайната си скорост и по този начин ще бъде забележимо забавяне. В този случай потребителят трябва да изчака пакетът да бъде повторно предаден от източника и след това да го получи.
От друга страна, за приложения в реално време дори 3% загуба на пакети не е приемлива тъй като това ще бъде забележимо и може да промени значението на текущия разговор и данните в реално време, ако някой от пакета е променен или изчезне.
TCP протоколът има модела за повторно предаване на загубени пакети и когато се използва TCP протокол за доставка на пакети данни, той идентифицира загубените пакети и предава повторно пакетите, които не са потвърдени от получателя. Но UDP протоколът няма сценарий за повторно предаване на пакети данни, базиран на потвърждение, поради което загубените пакети няма да бъдат възстановени.
Как да коригирам загубата на пакети?
Няма начин да се постигне нулев процент загуба на пакети, тъй като причините за загубата като претоварване на системата, твърде много потребители, мрежови проблеми и т.н. постоянно се появяват през цялото време. Така че можем да предприемем мерки за минимизиране на загубата на пакети, за да постигнем мрежа с добро качество.
Следващите методи за ежедневна практика могат да намалят до голяма степен общата загуба на пакети.
- Проверете физическите връзки :Моля, уверете се, че връзките между всички устройства са направени правилно. Всички портове са правилно свързани с необходимия кабел към устройствата. Ако връзката е разхлабена и кабелите са неправилно свързани, ще настъпи загуба на пакети.
- Рестартирайте системата :Ако не сте рестартирали системата си дълго време, тогава я рестартирайте бързо, това ще изчисти всички грешки и също така може да реши проблема със загубата.
- Актуализирайте софтуера :Използването на актуализиран софтуер и най-новата операционна система автоматично ще намали шансовете за загуба на пакети.
- Използване на надеждна кабелна връзка вместо Wi-Fi: Ако използваме оптичен кабел и Ethernet кабел за мрежови връзки вместо Wi-Fi мрежа, тогава качеството на мрежата може да се подобри и има по-малък шанс за загуба на пакети, тъй като Wi-Fi мрежата е по-податлива на това.
- Заменете остарял хардуер :Замяната на остарелия хардуер като стари рутери и комутатори, които имат ограничен капацитет, с нови актуализирани мрежови устройства с голям капацитет ще намали загубата на пакети. Тъй като остарелият хардуер е по-склонен към неизправност, което от своя страна ще изпусне пакетите и ще увеличи загубата на пакети.
- Откриване на типове грешки и коригиране по съответния начин :Ако загубата на пакети за подравняване на интерфейса възникне с FCS грешки, тогава има несъответствие в дуплексния режим между двата края на интерфейса на рутера. По този начин, в този случай, съчетайте интерфейса, за да коригирате загубата. Ако възникне само загубата на FCS, тогава има проблем с кабелните връзки, като по този начин проверете връзките, за да отстраните загубите.
- Баланс на връзката :Ако честотната лента на връзката между източника и местоназначението е прекъсната поради висока и прекомерна употреба на капацитета на връзката, тя ще започне да изпуска пакетите, освен ако трафикът не стане нормален. В този случай можем да прехвърлим половината трафик към защитната връзка или излишната връзка, която е в неактивно състояние, за да преодолеем ситуацията с висока загуба на пакети и предоставяне на добро качество на услугата. Това е известно като баланс на връзката.
Тест за загуба на пакети
Защо извършваме теста за загуба на пакети? Загубата на пакети е отговорна за много от мрежовите проблеми, особено в WAN свързаността и Wi-Fi мрежите. Резултатите от теста за загуба на пакети заключават в причините за това, като че проблемът се дължи на мрежовата свързаност или качеството на мрежата се влошава поради загуба на TCP или UDP пакет.
За тестване на загубата се използват различни инструменти, един такъв инструмент е Инструмент за мониторинг на PRTG което помага да се потвърдят загубените пакети, да се намерят проблемите със загубата на UDP и TCP пакети и също така да се проучи използването на мрежата чрез изчисляване на мрежовата честотна лента, наличност на възли и чрез проверка на IP адресите на мрежовите устройства за по-добра мрежова производителност.
PRTG архитектура:
[изображение източник ]
# 1) PRTG тест за загуба на пакети
Еднопосочен сензор за качество на услугата (QoS): Този инструмент се използва за определяне на различни параметри, които са свързани с качеството на мрежата между два възела, известни също като сонди.
Това се използва за наблюдение на загубата на пакети в Voice over IP (VoIP) връзки.
За да стартирате този тест, е необходимо да инсталирате PRTG дистанционна сонда на операционна система Windows в единия край, който трябва да бъде свързан към сондата на PRTG сървъра.
След като се установи връзката между отдалечената и крайната сонда на сървъра, сензорът ще предаде куп UDP пакети от сондата на източника към отдалечения край и ще оцени следните фактори по-долу:
- Шум или трептене в милисекунди (мин., Макс. И средно)
- Отклонение в закъснението на пакета в милисекунди (мин., Макс. И средно)
- Пакети за реплика (%)
- Изкривени пакети (%)
- Загубени пакети (%)
- Пакети извън поръчката (%)
- Последният доставен пакет (в милисекунди)
Отидете до настройките на сензора и след това изберете сондата на сървъра като край на местоназначението и сондата за отдалечен край като хост, тогава PRTG автоматично ще започне да препраща пакетите данни между двете избрани сонди. По този начин той ще наблюдава работата на мрежовата връзка.
По този начин ще можем да намерим изгубените данни заедно с другите параметри, които са от съществено значение за добрата производителност на мрежата. Трябва само да изберем и да изберем хоста и отдалеченото устройство, сред които искаме да тестваме загубата на пакети.
PRTG QoS рефлектор: Най-хубавото при използването на този рефлектор е, че той може да работи и на която и да е от операционните системи Linux, така че няма принуда да се използва Windows система и отдалечена сонда за изход.
Това е един вид Python скрипт, който предава пакетите данни между възли, известни като крайни точки и PRTG. По този начин, изпращайки пакетите данни между две крайни точки, той ще измери всички QoS параметри на мрежата. Така чрез извличане на тези данни и чрез анализ и сравнение можем да открием трептенето, отклонението при забавяне на пакети, загубени пакети, изкривени пакети и т.н.
Ping сензор: Този сензор предава пакети с данни за ехо съобщение с протокол за ехо съобщение за контрол на интернет (ICMP) между два възела на мрежата, върху които трябва да проверим за мрежови параметри и загуба на пакети и ако приемникът е на разположение, той ще върне ICMP пакетите за ехо отговор като отговор на искането.
Параметрите, които показва, са:
- Време за пинг
- Времето за пинг е минимално, ако се използва повече от един пинг на интервал
- Времето за пинг е максимално, ако се използва повече от един пинг за интервал
- Загуба на пакети (%) за използване на повече от един пинг на интервал
- Средно време за двупосочно пътуване в милисекунди.
Настройката по подразбиране за ping е четири пинга за интервал от време за сканиране за операционната система Windows и ОС, базирана на Unix, пингът ще продължи да работи, докато не натиснем някои ключови думи, за да го спрем.
Сега нека тестваме загубата на пакети между лаптопа и Wi-Fi мрежата.
Следвайте стъпките по-долу:
- Отидете в командния ред, като изберете менюто 'Старт' и след това напишете 'cmd'.
- Сега ще се отвори командният прозорец, след това използвайте ping 192.168.29.1 и натиснете enter.
- Това ще изпише дадения IP адрес и ще ни даде изхода, който е показан по-долу.
Изход:
Сега, съгласно горното резюме, можем да видим, че няма загуба на пакети и ping е успешен.
Помислете за случая, когато загубата е налице, резултатът от пинг ще бъде като на екрана по-долу, където има 100% загуба на пакети, тъй като потребителят не може да достигне до Wi-Fi мрежата.
# 2) MTR инструмент за тест за загуба на пакети
Вече сме проучили накратко за инструмента за ping и traceroute в една от предишните статии. Връзката е дадена по-долу-
Трябва да се прочете => Основни стъпки и инструменти за отстраняване на неизправности в мрежата
Така че нека да преминем към инструмента MTR, който съчетава характеристиките на двата пинга и трасето и се използва за отстраняване и мониторинг на мрежовата производителност и параметрите на загуба на пакети.
Можем да изпълним командата MTR от командния ред, като използваме MTR, последван от IP адреса на хоста на местоназначението. След като изпълним командата, тя ще продължи да проследява дестинацията, като следва различните маршрути. За да го спрем, за да извършим разследването, можем да въведем клавиша q и CTRL + C.
Нека да видим как можем да анализираме различни параметри на мрежовата свързаност, като използваме този инструмент от примера по-долу и изхода на една от мрежата:
[изображение източник ]
- Свързаност с целевия възел :Тук проследяването на MTR показва в изхода, че достига до крайния скок на дестинацията без никакъв провал, както виждаме от горното изображение е ясно, че няма проблем между свързаността на източника и крайната цел.
- Изгубен пакет: Това поле посочва% от загубата на пакети при всяко междинно прескачане, докато се придвижваме от източника към крайния край. 0% загуба на пакети, както е показано на изображението по-горе, показва, че няма проблем, но ако показва известна загуба, тогава трябва да проверим конкретния хоп.
- Време за двупосочно пътуване (RTT): Това представлява общото време, необходимо на пакетите за достигане до местоназначението от източника. Изчислява се в милисекунди и ако това е много голямо, това означава, че разстоянието между двата хмела е много голямо. Както можем да видим, че RTT разликата във времето между hop 6 и hop 7 в горната екранна снимка е огромна, тъй като и двата хмела са разположени в различни страни.
- Стандартно отклонение: Този параметър отразява отклонението в закъснението на пакета, което се изчислява в милисекунди.
- Треперене :Това е изкривяването, което обикновено се наблюдава по време на гласовата комуникация в мрежата. Инструментът MTR може също така да оцени количеството трептене на всяко ниво на хоп между източника и местоназначението, като просто добави полето в настройките по подразбиране и изпълни командата show jitter.
Да вземем друг пример, в който изпълняваме командата MTR с някои различни настройки, а не тази по подразбиране. Тук ще изпращаме пакети на всяка следваща секунда, скоростта ще бъде много бърза, за да забележим загубата на пакета, а също така ще изпратим 50 пакета с данни във всеки хоп.
Сега на екранната снимка по-долу можем да видим, че чрез увеличаване на скоростта на предаване на пакети и изпращане на повече пакети на хоп има провал на пакети в хоп 1, хоп 2 и хоп 3 със 100% провал на пакета при хоп 2. Това означава, че има е задръстванията на мрежата при тези скокове. Трябва да предприемем стъпки за отстраняването им.
Заключение
В тази статия научихме основите на загубата на пакети с причината и методите за отстраняването й във всяка мрежа.
Загубата на пакети е много често срещан мрежов проблем, който възниква поради основните проблеми като проблем със системния софтуер, повреда на кабела и др. Научихме и факта, че той не може да бъде неутрализиран напълно, а може да бъде сведен до минимум, като се вземат предпазни мерки и използване на различни инструменти за наблюдение и тестване на мрежата.
Също така разгледахме начини за оценка на загубата на пакети чрез изучаване на различни тестови методи с помощта на екранни снимки и изображения.
Препоръчително четене
- Тестване на мрежовата сигурност и най-добрите инструменти за мрежова сигурност
- 11 най-добри WiFi Sniffers - Безжични пакетни Sniffers през 2021 г.
- Топ 10 НАЙ-ДОБРИТЕ софтуерни инструменти за картографиране на мрежи за мрежова топология
- 15 най-добри инструменти за мрежово сканиране (мрежови и IP скенери) от 2021 г.
- Какво е виртуализация? Примери за виртуализация на мрежа, данни, приложения и съхранение
- Топ 30 инструменти за мрежово тестване (инструменти за диагностика на мрежовата производителност)
- Топ 10 най-добри инструменти за наблюдение на мрежата (2021 класации)
- Какво е Wide Area Network (WAN): Примери за WAN мрежа на живо