Menu

Wat is pakketverlies | Pakketverlies testen en oplossen

  • Hoofd
  • Andere
  • Wat is pakketverlies | Pakketverlies testen en oplossen

what is packet loss how test

In deze uitgebreide zelfstudie wordt uitgelegd wat pakketverlies is, wat de oorzaken zijn, hoe u dit kunt controleren, hoe u een pakketverliestest kunt uitvoeren en hoe u dit kunt verhelpen:

In deze tutorial onderzoeken we de basisdefinitie van pakketverlies in termen van computernetwerksystemen. We zullen de basisredenen achter het verlies in elk netwerk zien.

We zullen ook kijken naar de verschillende tools die worden gebruikt om pakketverlies en andere netwerkprestatieparameters te testen, zoals jitter, pakketvertraging, vervorming, netwerksnelheid en netwerkcongestie met behulp van verschillende voorbeelden en schermafbeeldingen. Dan gaan we ook kijken naar verschillende beschikbare methoden om het probleem op te lossen.

Pakketverlies testen en herstellen

Wat je leert:

Wat is pakketverlies?

Wanneer we toegang krijgen tot internet voor het verzenden van e-mails, het downloaden van gegevens of afbeeldingsbestanden of het zoeken naar informatie, worden de kleine gegevensbestanddelen verzonden en ontvangen via internet, deze staan ​​bekend als pakketten. De stroom van datapakketten vindt plaats tussen bron- en bestemmingsknooppunten in elk netwerk en bereikt zijn bestemming via verschillende doorvoerknooppunten.

Wanneer deze datapakketten de gewenste eindbestemming niet bereiken, wordt de toestand een pakketverlies genoemd. Het heeft invloed op de algehele netwerkdoorvoer en QoS, omdat door de niet-succesvolle levering van pakketten aan het bestemmingsknooppunt de netwerksnelheid vertraagt ​​en real-time applicaties zoals streaming video's en gaming ook worden beïnvloed.

Oorzaken van pakketverlies

De reden achter het verlies kan worden verklaard met onderstaande punten:

# 1) Netwerkcongestie ​Tijdens piekuren of drukke uren van het netwerk, wanneer het verkeer in het netwerk zijn maximale limieten bereikt en de netwerkbandbreedte sterk wordt benut, treedt netwerkcongestie op. Nu, tijdens deze toestand, moeten de pakketten op elk tussenknooppunt wachten op zijn kans om doorgestuurd te worden totdat de congestie is verdwenen.

Maar als de knooppunten uit elkaar vallen om deze pakketten op te slaan en door te sturen, zullen ze ze weggooien om de snelheid van het netwerk aan te kunnen. Dit is hoe het pakketverlies optreedt in het geval van netwerkcongestie. Maar er zijn veel algoritmen en softwaretoepassingen waarmee deze verloren pakketten opnieuw kunnen worden verzonden om de bestemming te bereiken.

# 2) Softwarefouten: Dit is een van de meest voorkomende oorzaken van verloren datapakketten die tijdens software-updates in het systeem worden geïntroduceerd en zal resulteren in abnormaal gedrag van het netwerk vanwege de geïntroduceerde bugs. Dit kan worden geminimaliseerd door het systeem opnieuw op te starten en softwarepatching te introduceren.

# 3) Het probleem met netwerkhardware ​Het uitbreiden van uw netwerkinfrastructuur door gebruik te maken van oude en verouderde netwerkelementen zoals routers, switches, hubs, firewalls en de computer zal resulteren in pakketverlies, aangezien door het gebruik van oude apparaten het algehele netwerk zal vertragen, wat resulteert in een slechte doorvoer en ook verlies in het netwerk. connectiviteit. Deze kunnen worden verbeterd door bijgewerkte netwerkapparaten te gebruiken.

# 4) Beveiligingsbedreigingen ​Als u een plotselinge daling van de datapakketten en een vertraging van de netwerksnelheid ervaart, kan de mogelijke oorzaak hiervan een kwaadwillende virusaanval op uw netwerk zijn. Dit betekent dat iemand ongeautoriseerde toegang tot uw netwerk krijgt en de denial of service uitvoert, zodat de belasting van de router toeneemt en als gevolg daarvan uw router wordt gevraagd de datapakketten te laten vallen zodat het netwerk uitvalt.

Dergelijke ongewenste aanvallen op uw netwerk veroorzaken pakketverlies door overbelasting van verkeer en een lage netwerksnelheid. Dit kan worden geminimaliseerd door bijgewerkte netwerkbeveiligingssoftware en firewall te gebruiken die dergelijke netwerkbedreigingen detecteren en elimineren.

# 5) Overbelast apparaat en ontoereikende infrastructuur voor netwerkverwerking ​Als uw systeem onvoldoende geheugen heeft en zijn capaciteit bereikt, zal het beginnen met het verwijderen van de datapakketten vanwege overmatig gebruik van de bronnen.

In deze situatie zullen de pakketten ondanks wachtrijen en buffers de bestemming niet kunnen bereiken, omdat ze dan tot een bepaalde limiet blijven bestaan ​​en daarna beginnen met het afgeven van datapakketten.

bash bestanden regel voor regel vergelijken

Evenzo, als de beheerder van het netwerk niet slim genoeg is om de overbelasting van het systeem aan te pakken, zullen de netwerkprestaties verslechteren en zal pakketverlies herhaaldelijk optreden.

Aanbevolen literatuur => BESTE Packet Sniffer Tools

Effecten van verloren gegevenspakketten

Het beïnvloedt verschillende toepassingen op verschillende manieren. Als we bijvoorbeeld een bestand van internet zoeken en downloaden en er is pakketverlies, dan vertraagt ​​dit de downloadsnelheid.

Maar als de latentie erg laag is, wat betekent dat het verlies minder dan 10% is, dan zal de gebruiker de latentie niet opmerken en zal het verloren pakket opnieuw worden verzonden en zal het door de gebruiker worden ontvangen op het gewenste tijdsinterval.

Maar als het verlies groter is dan 20%, dan zal het systeem meer tijd nodig hebben om de gegevens te downloaden dan de gebruikelijke snelheid, en dus zal vertraging merkbaar zijn. In dit geval moet de gebruiker wachten tot het pakket opnieuw is verzonden door de bron en het vervolgens ontvangen.

Aan de andere kant is zelfs een pakketverlies van 3% voor real-time applicaties niet acceptabel aangezien het merkbaar zal zijn en het de betekenis van iemands lopende conversatie en realtime gegevens kan veranderen als een van de pakketstring wordt gewijzigd of ontbreekt.

Het TCP-protocol heeft het model voor het opnieuw verzenden van verloren pakketten en wanneer het TCP-protocol wordt gebruikt voor het afleveren van datapakketten, identificeert het de verloren pakketten en verzendt het de pakketten opnieuw die niet door de ontvanger zijn bevestigd. Maar het UDP-protocol heeft geen op bevestiging gebaseerd scenario voor het opnieuw verzenden van datapakketten, daarom zullen de verloren pakketten niet worden hersteld.

Hoe pakketverlies te verhelpen?

Er is geen manier om een ​​pakketverlies van nul procent te bereiken, aangezien de redenen achter het verlies, zoals overbelasting van het systeem, te veel gebruikers, netwerkproblemen, enz. Constant opduiken. We kunnen dus maatregelen nemen om het pakketverlies te minimaliseren om een ​​netwerk van goede kwaliteit te bereiken.

De volgende dagelijkse oefenmethoden kunnen het algemene pakketverlies in grote mate minimaliseren.

  • Controleer de fysieke verbindingen ​Zorg ervoor dat de verbindingen tussen alle apparaten correct zijn gemaakt. Alle poorten zijn correct aangesloten met de vereiste kabel op de apparaten. Als de verbinding los zit en de kabels verkeerd zijn aangesloten, treedt pakketverlies op.
  • Start het systeem opnieuw op ​Als je je systeem niet lang opnieuw hebt opgestart, geef het dan een snelle herstart, hierdoor worden alle bugs verwijderd en kan ook het verliesprobleem worden opgelost.
  • Werk de software bij ​Door bijgewerkte software en het nieuwste besturingssysteem te gebruiken, wordt de kans op pakketverlies automatisch verkleind.
  • Een betrouwbare kabelverbinding gebruiken in plaats van wifi: Als we de glasvezelkabel en ethernetkabel gebruiken voor netwerkverbindingen in plaats van het wifi-netwerk, kan de netwerkkwaliteit worden verbeterd en is er minder kans op pakketverlies, omdat het wifi-netwerk er meer vatbaar voor is.
  • Vervang verouderde hardware ​Door de verouderde hardware zoals oude routers en switches met een beperkte capaciteit te vervangen door nieuwe bijgewerkte netwerkapparaten met hoge capaciteit, wordt pakketverlies tot een minimum beperkt. Omdat de verouderde hardware vatbaarder is voor defecten, waardoor pakketten zullen vallen en pakketverlies toeneemt.
  • Fouttypes detecteren en dienovereenkomstig verhelpen ​Als het pakketverlies van de interface-uitlijning optreedt met de FCS-fouten, is er een niet-overeenkomende duplexmodus tussen de twee uiteinden van de interface van de router. Pas in dit geval dus de interface aan om het verlies te corrigeren. Als alleen het FCS-verlies optreedt, is er een probleem met de kabelverbindingen, dus controleer de verbindingen om de verliezen te corrigeren.
  • Saldo koppelen ​Als de bandbreedte van de link tussen de bron en de bestemming wordt geblokkeerd door een hoge en overbezetting van de capaciteit van de link, zal het pakket gaan laten vallen, tenzij het verkeer normaal wordt. In dit geval kunnen we de helft van het verkeer verplaatsen naar de beschermingslink of de redundante link die niet actief is om de situatie van hoog pakketverlies te overwinnen en een goede servicekwaliteit te leveren. Dit staat bekend als linkbalans.

Pakketverlies-test

Waarom voeren we de test uit op pakketverlies? Het pakketverlies is verantwoordelijk voor veel van de netwerkproblemen, vooral in de WAN-connectiviteit en Wi-Fi-netwerken. De testresultaten voor pakketverlies concluderen de redenen erachter, zoals het probleem te wijten is aan de netwerkconnectiviteit of de kwaliteit van het netwerk verslechtert als gevolg van TCP- of UDP-pakketverlies.

Voor het testen van het verlies worden verschillende tools gebruikt, een zo'n tool is PRTG-hulpprogramma voor netwerkmonitoring die helpt om de verloren pakketten te bevestigen, de UDP- en TCP-pakketverliesproblemen te lokaliseren en ook het netwerkgebruik nauwkeurig te onderzoeken door de netwerkbandbreedte en de beschikbaarheid van knooppunten te berekenen en door de IP-adressen van de netwerkapparaten te controleren voor betere netwerkprestaties.

PRTG-architectuur:

PRTG-architectuur

[beeld bron ​

# 1) PRTG-pakketverlies-test

Quality of Service (QoS) eenrichtingssensor: Deze tool wordt gebruikt om verschillende parameters te bepalen die verband houden met de kwaliteit van een netwerk tussen twee knooppunten, ook wel probes genoemd.

Dit wordt gebruikt om het pakketverlies in Voice over IP (VoIP) -verbindingen te monitoren.

Om deze test uit te voeren, is het noodzakelijk om de PRTG-sonde op afstand te installeren op een Windows-besturingssysteem aan het ene uiteinde dat moet worden aangesloten op de PRTG-serversonde.

Zodra de verbinding tot stand is gebracht tussen de externe sonde en de serveruiteinde, verzendt de sensor een aantal UDP-pakketten van de oorspronkelijke sonde naar de externe sonde en evalueert deze onderstaande factoren:

  1. Ruis of jitter in milliseconden (min, max en gemiddeld)
  2. Afwijking in pakketvertraging in milliseconden (min, max en gemiddeld)
  3. Replica pakketten (%)
  4. Vervormde pakketten (%)
  5. Verloren pakketten (%)
  6. Pakketten die niet in gebruik zijn (%)
  7. Het laatst afgeleverde pakket (in milliseconden)

QoS eenrichtingssensor

Ga naar de sensorinstellingen en kies vervolgens de servergebiedsonde als het bestemmingsuiteinde en de externe eindsonde als host. De PRTG zal dan automatisch beginnen met het doorsturen van de datapakketten tussen de twee geselecteerde probes. Het bewaakt dus de prestaties van de netwerkverbinding.

Op deze manier kunnen we de verloren gegevens lokaliseren, samen met de andere parameters die essentieel zijn voor goede netwerkprestaties. We hoeven alleen maar de host en het externe apparaat te kiezen en selecteren waaronder we het pakketverlies willen testen.

PRTG QoS-reflector: Het beste van het gebruik van deze reflector is dat hij ook op elk van de Linux-besturingssystemen kan draaien, dus er is geen dwang om het Windows-systeem en een externe sonde te gebruiken voor uitvoer.

Dit is een soort Python-script dat de datapakketten verzendt tussen knooppunten die bekend staan ​​als eindpunten en de PRTG. Dus door de datapakketten tussen twee eindpunten te verzenden, worden alle QoS-parameters van het netwerk gemeten. Dus door deze gegevens te extraheren en door analyse en vergelijking uit te voeren, kunnen we de jitter, afwijking in pakketvertraging, verloren pakketten, vervormde pakketten, enz. Achterhalen.

Pingsensor: Deze sensor verzendt een Internet Control Message Protocol (ICMP) echoboodschapverzoek datapakketten tussen twee knooppunten van het netwerk waarop we moeten controleren op netwerkparameters en pakketverlies en als de ontvanger beschikbaar is, zal het de ICMP-echoantwoordpakketten terugzetten als een reactie op het verzoek.

De parameters die het toont zijn:

  1. Ping-tijd
  2. De pingtijd is minimaal als u meer dan één ping per interval gebruikt
  3. De pingtijd is maximaal als er meer dan één ping per interval wordt gebruikt
  4. Pakketverlies (%) voor het gebruik van meer dan één ping per interval
  5. Gemiddelde reistijd in milliseconden.

De standaardinstelling voor ping is vier pings per scaninterval voor het Windows-besturingssysteem en het op Unix gebaseerde besturingssysteem. De ping blijft actief totdat we op een aantal trefwoorden drukken om het te stoppen.

Laten we nu het pakketverlies tussen de laptop en het wifi-netwerk testen.

Volg onderstaande stappen:

  1. Ga naar de opdrachtprompt door het startmenu te selecteren en typ 'cmd'.
  2. Nu wordt het opdrachtvenster geopend, gebruik dan ping 192.168.29.1 en druk op enter.
  3. Dit pingt het opgegeven IP-adres en geeft ons de uitvoer die hieronder wordt weergegeven.

Uitgang:

ping succes

Nu, volgens de bovenstaande samenvatting, kunnen we zien dat er geen pakketverlies is en dat ping succesvol is.

Overweeg het geval wanneer het verlies er is, dan zal het ping-resultaat zijn zoals onder screenshot waarbij er 100% pakketverlies is omdat de gebruiker het Wi-Fi-netwerk niet kan bereiken.

ping pakketverlies

ping-sensor

# 2) MTR-tool voor pakketverlies-test

Over de ping- en traceroute-tool hebben we al kort bestudeerd in een van de vorige artikelen. De link is hieronder gegeven-

Moet lezen => Basisstappen en hulpmiddelen voor netwerkprobleemoplossing

Laten we dus naar de MTR-tool gaan die de functies van zowel pings als traceroute combineert en die wordt gebruikt om de netwerkprestaties en pakketverliesparameters op te lossen en te bewaken.

We kunnen de MTR-opdracht uitvoeren vanaf de opdrachtprompt door MTR te gebruiken, gevolgd door het IP-adres van de bestemmingshost. Zodra we de opdracht hebben uitgevoerd, blijft het de bestemming volgen door de verschillende routes te volgen. Om het te stoppen om het onderzoek uit te voeren, kunnen we de q-toets en CTRL + C-toets invoeren.

Laten we eens kijken hoe we verschillende parameters van de netwerkconnectiviteit kunnen analyseren door deze tool uit het onderstaande voorbeeld en de output van een van de netwerken te gebruiken:

MTR-test

[beeld bron ​

  • Connectiviteit met het bestemmingsknooppunt ​Hier laat MTR-trace in de uitvoer zien dat het zonder enige fout de laatste hop van de bestemming bereikt, zoals we kunnen zien aan de bovenstaande afbeelding is het duidelijk dat er geen probleem is tussen de bron- en bestemmings-eindconnectiviteit.
  • Pakketverlies: Dit veld geeft het% van het pakketverlies aan bij elke tussenliggende hop terwijl we van bron naar bestemming gaan. Het pakketverlies van 0% zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding gaf aan dat er geen probleem is, maar als het verlies vertoont, moeten we die specifieke hop controleren.
  • Retourtijd (RTT): Dit vertegenwoordigt de totale tijd die de pakketten nodig hebben om de bestemming vanaf de bron te bereiken. Het wordt berekend in milliseconden en als dit erg groot is, betekent dit dat de afstand tussen de twee hops erg groot is. Zoals we kunnen zien, is het RTT-tijdsverschil tussen hop 6 en hop 7 in de bovenstaande schermafbeelding enorm, omdat beide hops zich in verschillende landen bevinden.
  • Standaardafwijking: Deze parameter geeft de afwijking in de pakketvertraging weer die wordt berekend in milliseconden.
  • Trillingen ​Dit is de vervorming die meestal wordt waargenomen tijdens de spraakcommunicatie in het netwerk. De MTR-tool kan ook de hoeveelheid jitter op elk hopniveau tussen bron en bestemming evalueren door gewoon het veld toe te voegen aan de standaardinstellingen en het show jitter-commando uit te voeren.

Laten we nog een voorbeeld nemen waarin we de MTR-opdracht uitvoeren met een aantal andere instellingen dan de standaardinstellingen. Hier zullen we pakketten op elke volgende seconde verzenden, de snelheid zal erg hoog zijn om het pakketverlies op te merken, en we zullen ook 50 datapakketten in elke hop verzenden.

Nu kunnen we in de onderstaande schermafbeelding zien dat door de snelheid van de pakketoverdracht te verhogen en meer pakketten per hop te verzenden, er pakketfout optreedt in hop 1, hop 2 en hop 3 met 100% pakketfout bij hop 2. Het betekent dus dat er is netwerkcongestie bij deze hops. We moeten stappen ondernemen om ze te corrigeren.

MTR-testvoorbeeld

Gevolgtrekking

In dit artikel hebben we de basisprincipes van het pakketverlies geleerd met de reden en de methoden om het in elk netwerk op te lossen.

Het pakketverlies is een veel voorkomend netwerkprobleem dat optreedt als gevolg van basisproblemen zoals een systeemsoftwareprobleem, een kabelfout, enz. We hebben ook geleerd dat het niet volledig kan worden geneutraliseerd, het kan alleen worden geminimaliseerd door voorzorgsmaatregelen te nemen en het gebruik van verschillende tools voor het monitoren en testen van het netwerk.

We hebben ook gekeken naar manieren om het pakketverlies te evalueren door verschillende testmethoden te bestuderen met behulp van screenshots en afbeeldingen.

Aanbevolen literatuur

^