Меню

Що таке втрата пакетів | Як перевірити та виправити втрату пакетів

  • Головна
  • Інший
  • Що таке втрата пакетів | Як перевірити та виправити втрату пакетів

what is packet loss how test

Спробуйте Наш Інструмент Для Усунення Проблем

Цей вичерпний посібник пояснює, що таке втрата пакетів, які причини, як це перевірити, як провести тест на втрату пакетів та як це виправити:

У цьому підручнику ми дослідимо основне визначення втрати пакетів з точки зору комп'ютерних мережевих систем. Ми побачимо основні причини втрат у будь-якій мережі.

Ми також розглянемо різні інструменти, що використовуються для тестування втрати пакетів та інших параметрів продуктивності мережі, такі як джиттер, затримка пакетів, спотворення, швидкість мережі та перевантаження мережі за допомогою різних прикладів та знімків екрана. Потім ми також переходимо до перевірки різних методів, щоб виправити це.

Як перевірити та виправити втрату пакетів

Що ви дізнаєтесь:

Що таке втрата пакетів?

Коли ми отримуємо доступ до Інтернету для надсилання електронних листів, завантаження будь-яких даних чи файлів зображень або пошуку будь-якої інформації, крихітні сутності даних надсилаються та отримуються через Інтернет, вони називаються пакетами. Потік пакетів даних відбувається між вузлами джерела та призначення у будь-якій мережі та досягає місця призначення шляхом проходження через різні транзитні вузли.

Тепер, коли ці пакети даних не досягають бажаного кінцевого пункту призначення, умова називається втратою пакетів. Це впливає на загальну пропускну здатність мережі та QoS, оскільки через невдалу доставку пакетів до кінцевого вузла швидкість мережі сповільнюється, і додатки в реальному часі, такі як потокове відео, ігри, також зазнають впливу.

Причини втрати пакетів

Причину втрати можна пояснити нижчезазначеними пунктами:

# 1) Перевантаження мережі :У години пік або зайняті години мережі, коли трафік у мережі досягає своїх максимальних меж і широко використовується пропускна здатність мережі, виникає стан перевантаження мережі. Тепер, під час цієї умови, пакети на кожному проміжному вузлі повинні чекати свого шансу на переадресацію, поки затор не очиститься.

Але якщо вузли не зможуть зберігати та пересилати ці пакети, вони відкинуть їх, щоб впоратися зі швидкістю мережі. Так відбувається втрата пакетів у разі перевантаження мережі. Але існує багато алгоритмів та програмних додатків, за допомогою яких ці втрачені пакети можуть бути передані повторно для досягнення пункту призначення.

# 2) Помилки програмного забезпечення: Це одна з найпоширеніших причин втрати пакетів даних, яка впроваджується в систему під час оновлення програмного забезпечення, і призведе до ненормальної поведінки мережі через введені помилки. Це можна звести до мінімуму шляхом перезавантаження системи та введення програмного виправлення.

# 3) Проблема з мережевим обладнанням :Розвиток вашої мережевої інфраструктури за допомогою старих та застарілих мережевих елементів, таких як маршрутизатори, комутатори, концентратори, брандмауери та комп'ютер призведе до втрати пакетів, оскільки при використанні старих пристроїв загальна мережа сповільниться, що призведе до поганої пропускної здатності, а також втрати в мережі підключення. Їх можна покращити за допомогою оновлених мережевих пристроїв.

# 4) Загрози безпеці :Якщо ви відчуваєте раптове падіння пакетів даних та уповільнення швидкості мережі, можливою причиною цього може бути зловмисна вірусна атака на вашу мережу. Це означає, що хтось отримує несанкціонований доступ до вашої мережі і виконує відмову в обслуговуванні, так що навантаження на маршрутизатор зростає, і в результаті просить ваш маршрутизатор скинути пакети даних, щоб мережа вийшла з ладу.

Подібні небажані атаки на вашу мережу спричиняють втрату пакетів через перевантаження трафіку та низьку швидкість мережі. Це можна звести до мінімуму, використовуючи оновлене програмне забезпечення мережевої безпеки та брандмауер, які виявляють такі мережеві загрози та усувають їх.

# 5) Перевантажений пристрій та неадекватна інфраструктура для обробки мережі :Якщо у вашої системи закінчується пам’ять і вона досягає своєї ємності, вона почне відкидати пакети даних через надмірну використання ресурсів.

У цій ситуації пакети не зможуть дістатися до пункту призначення, незважаючи на чергу та буфери, оскільки тоді вони підтримуватимуть певний ліміт, а після цього почнуть скидати пакети даних.

Подібним чином, якщо адміністратор мережі недостатньо розумний, щоб впоратись із станом перевантаження системи, продуктивність мережі погіршиться, і втрата пакетів відбуватиметься неодноразово.

Рекомендована література => НАЙКРАЩІ інструменти нюху пакетів

Ефекти втрачених пакетів даних

Це по-різному впливає на різні програми. Наприклад, якщо ми шукаємо та завантажуємо будь-який файл з Інтернету, і є втрата пакетів, це сповільнить швидкість завантаження.

Але якщо затримка дуже низька, це означає, що втрати становлять менше 10%, тоді користувач не помітить затримки, і втрачений пакет буде повторно переданий, і він буде отриманий користувачем через бажаний інтервал часу.

Але якщо втрата перевищує 20%, тоді система займе більше часу для завантаження даних, ніж її звичайна швидкість, і, отже, буде помітна затримка. У цьому випадку користувач повинен дочекатися повторного передачі пакета джерелом, а потім отримати його.

З іншого боку, для програм у режимі реального часу навіть 3% втрати пакетів не є прийнятними оскільки це буде помітно, і це може змінити значення постійної розмови та даних у режимі реального часу, якщо один із рядків пакетів змінений або зникне.

Протокол TCP має модель для повторної передачі втрачених пакетів, і коли протокол TCP використовується для доставки пакетів даних, він ідентифікує втрачені пакети і повторно передає пакети, які не визнаються приймачем. Але протокол UDP не має сценарію повторної передачі пакетів даних на основі підтвердження, тому втрачені пакети не будуть відновлені.

Як виправити втрату пакетів?

Неможливо досягти нульових відсотків втрати пакетів, оскільки причини втрат, такі як перевантаження системи, занадто багато користувачів, проблеми з мережею тощо, постійно з’являються постійно. Тож ми можемо вжити заходів для мінімізації втрат пакетів для досягнення якісної мережі.

Наступні методи щоденної практики можуть значною мірою мінімізувати загальну втрату пакетів.

  • Перевірте фізичні зв’язки :Переконайтесь, що з'єднання між усіма пристроями виконано належним чином. Всі порти належним чином підключені необхідним кабелем до пристроїв. Якщо з'єднання розімкнуто, а кабелі підключені неправильно, відбудеться втрата пакетів.
  • Перезапустіть систему :Якщо ви довго не перезавантажили систему, а потім швидко її перезапустіть, це видалить всі помилки, а також може вирішити проблему втрат.
  • Оновіть програмне забезпечення :Використання оновленого програмного забезпечення та останньої операційної системи автоматично зменшить шанс втрати пакетів.
  • Використання надійного кабельного з’єднання замість Wi-Fi: Якщо ми використовуємо волоконно-оптичний кабель та кабель Ethernet для мережевих з'єднань замість мережі Wi-Fi, то якість мережі можна покращити і менше шансів втратити пакет, оскільки мережа Wi-Fi більш схильна до цього.
  • Замініть застаріле обладнання :Заміна застарілого обладнання, такого як старі маршрутизатори та комутатори, які мають обмежену ємність, новими оновленими мережевими пристроями великої ємності дозволить мінімізувати втрату пакетів. Оскільки застаріле обладнання більше схильне до несправностей, що в свою чергу призведе до падіння пакетів та збільшення втрати пакетів.
  • Виявлення типів помилок та виправлення відповідно :Якщо втрата пакетів вирівнювання інтерфейсу відбувається з помилками FCS, то між двома кінцями інтерфейсу маршрутизатора виникає невідповідність режиму дуплексного режиму. Таким чином, у цьому випадку зрівняйте інтерфейс, щоб виправити втрати. Якщо виникає лише втрата FCS, то виникає проблема з кабельними з'єднаннями, тому перевіряйте з'єднання, щоб виправити втрати.
  • Баланс посилань :Якщо пропускна здатність лінії зв'язку між джерелом і пунктом призначення перервана через високу і перевитрату пропускної здатності лінії зв'язку, вона почне скидати пакети, якщо трафік не стане нормальним. У цьому випадку ми можемо перекласти половину трафіку на захисну лінію або надлишкову лінію, яка перебуває в режимі очікування, щоб подолати ситуацію високої втрати пакетів і забезпечити хорошу якість обслуговування. Це відомо як баланс посилань.

Тест на втрату пакетів

Чому ми проводимо тест на втрату пакетів? Втрата пакетів відповідає за багато проблем мережі, особливо у мережах WAN та Wi-Fi. Результати тесту на втрату пакетів роблять висновок, що причини цього полягають у тому, що проблема пов’язана з підключенням до мережі або якістю мережі погіршується через втрату пакетів TCP або UDP.

Для перевірки втрат використовуються різні інструменти, одним із таких є Інструмент монітора мережі PRTG що допомагає підтвердити втрачені пакети, знайти проблеми з втратою пакетів UDP та TCP, а також вивчити використання мережі шляхом обчислення пропускної здатності мережі, наявності вузлів та перевірки IP-адрес мережевих пристроїв для кращої роботи мережі.

Архітектура PRTG:

Архітектура PRTG

(зображення джерело )

# 1) Тест на втрату пакетів PRTG

Якість обслуговування (QoS) односторонній датчик: Цей інструмент використовується для визначення різних параметрів, які пов'язані з якістю мережі між двома вузлами, також відомими як зонди.

Це використовується для моніторингу втрати пакетів у з'єднаннях Voice over IP (VoIP).

Для запуску цього тесту необхідно встановити віддалений зонд PRTG на операційній системі Windows на одному кінці, який слід підключити до зонда сервера PRTG.

Тепер, як тільки встановлено зв’язок між віддаленим і кінцевим зондом сервера, датчик передасть купу UDP-пакетів з вихідного зонда на віддалений кінець і оцінить наступні фактори:

компанії, які платять вам, щоб випробувати їх продукцію
  1. Шум або тремтіння в мілісекундах (хв., Макс. Та середнє значення)
  2. Відхилення затримки пакета в мілісекундах (хв, макс. Та середнє)
  3. Пакети реплік (%)
  4. Спотворені пакети (%)
  5. Втрачені пакети (%)
  6. Пакети, що не працюють (%)
  7. Останній доставлений пакет (у мілісекундах)

QoS односторонній датчик

Перейдіть до налаштувань датчика, а потім виберіть зонд області сервера як кінцевий пункт призначення, а зонд віддаленого кінця - як хост, тоді PRTG автоматично почне пересилати пакети даних туди-сюди серед двох вибраних зондів. Таким чином, він буде контролювати ефективність мережевого з'єднання.

Таким чином, ми зможемо знайти втрачені дані разом з іншими параметрами, які є важливими для хорошої роботи мережі. Нам просто потрібно вибрати та вибрати хост та віддалений пристрій, серед яких ми хочемо перевірити втрату пакетів.

PRTG QoS Reflector: Найкраще у використанні цього рефлектора - це те, що він також може працювати на будь-якій з операційних систем Linux, тому немає примусу використовувати систему Windows та віддалений зонд для виводу.

Це свого роду скрипт Python, який передає пакети даних між вузлами, відомими як кінцеві точки, і PRTG. Таким чином, надсилаючи пакети даних між двома кінцевими точками, він вимірюватиме всі параметри QoS мережі. Таким чином, витягуючи ці дані та аналізуючи та порівнюючи, ми можемо виявити тремтіння, відхилення затримки пакетів, втрачені пакети, спотворені пакети тощо.

Датчик пінгу: Цей датчик передає пакети даних запиту ехо-повідомлень протоколу керування повідомленнями Інтернету (ICMP) між двома вузлами мережі, на які ми маємо перевірити параметри мережі та втрату пакетів, і якщо приймач доступний, він поверне пакети відповідей ICMP echo як відповідь на запит.

Параметри, які він показує:

  1. Час пінгу
  2. Час пінгу мінімальний, якщо використовується більше одного пінгу на інтервал
  3. Час пінгу максимальний, якщо використовується більше одного пінгу на інтервал
  4. Втрата пакетів (%) для використання більше одного пінгу на інтервал
  5. Середній час поїздки в обидва кінці в мілісекундах.

Налаштування за замовчуванням для пінгу - чотири пінгування за проміжок часу сканування для операційної системи Windows та ОС на основі Unix, пінг буде продовжувати працювати, поки ми не натиснемо деякі ключові слова, щоб зупинити його.

Тепер перевіримо втрату пакетів між ноутбуком та мережею Wi-Fi.

Виконайте наступні кроки:

  1. Перейдіть до командного рядка, вибравши меню «Пуск» і введіть «cmd».
  2. Тепер відкриється вікно команд, потім використовуйте ping 192.168.29.1 і натисніть клавішу enter.
  3. Це пінгує дану IP-адресу і дасть нам результат, який показано нижче.

Вихід:

успіх пінгу

Тепер, згідно з вищезазначеним підсумком, ми можемо побачити, що втрати пакетів немає, і пінг успішний.

Розглянемо випадок, коли втрата є, тоді результат пінгу буде таким, як на скріншоті нижче, де є 100% втрата пакетів, оскільки користувач не може отримати доступ до мережі Wi-Fi.

втрата пакетів ping

датчик пінгу

# 2) Інструмент MTR для тесту на втрату пакетів

Ми вже коротко вивчали інструмент ping і traceroute в одній з попередніх статей. Посилання наведено нижче -

Потрібно прочитати => Основні кроки та засоби усунення несправностей мережі

Тож перейдемо до інструменту MTR, який поєднує в собі функції обох пінгів та трасування, а також використовується для усунення несправностей та моніторингу продуктивності мережі та параметрів втрати пакетів.

Ми можемо запустити команду MTR з командного рядка, використовуючи MTR, а потім IP-адресу хоста призначення. Після запуску команди вона продовжить відстежувати пункт призначення, дотримуючись різних маршрутів. Щоб зупинити його для проведення розслідування, ми можемо ввести клавіші q та CTRL + C.

Давайте подивимося, як ми можемо проаналізувати різні параметри підключення до мережі, використовуючи цей інструмент із наведеного нижче прикладу та висновок однієї з мереж:

Тест MTR

(зображення джерело )

  • Зв'язок з вузлом призначення :Тут трасування MTR показує у вихідних даних, що воно без жодних помилок досягає остаточного стрибка пункту призначення, як ми бачимо з наведеного зображення, ясно, що між джерелом та кінцевим підключенням немає жодної проблеми.
  • Втрата пакетів: Це поле вказує% втрати пакетів на кожному проміжному стрибку під час переходу від джерела до кінця призначення. Втрата пакетів 0%, як показано на зображенні вище, вказує, що проблеми немає, але якщо вона показує деяку втрату, тоді нам потрібно перевірити саме цей стрибок.
  • Час в обидва кінці (RTT): Це являє собою загальний час, затрачений пакетами на досягнення пункту призначення з джерела. Він обчислюється в мілісекундах, і якщо він дуже великий, це означає, що відстань між двома стрибками дуже велика. Як ми можемо бачити, різниця в часі RTT між хопом 6 і хопом 7 на наведеному вище скріншоті величезна, що пояснюється тим, що обидва стрибки знаходяться в різних країнах.
  • Стандартне відхилення: Цей параметр відображає відхилення затримки пакета, яке обчислюється в мілісекундах.
  • Тремтіння :Це спотворення, яке зазвичай спостерігається під час голосового спілкування в мережі. Інструмент MTR також може оцінити кількість тремтіння на кожному рівні стрибків між джерелом і пунктом призначення, просто додавши поле в налаштуваннях за замовчуванням і запустивши команду show jitter.

Давайте візьмемо ще один приклад, коли ми запускаємо команду MTR з різними настройками, а не типовими. Тут ми будемо відправляти пакети з кожною наступною секундою, швидкість буде дуже швидкою, щоб помітити втрату пакета, а також ми будемо відправляти 50 пакетів даних у кожному стрибку.

Тепер на скріншоті нижче ми бачимо, що при збільшенні швидкості передачі пакетів і надсиланні більшої кількості пакетів на стрибок відбувається збій пакетів в хопі 1, хопі 2 і хопі 3 із 100% відмовою пакета в хопі 2. Таким чином, це означає, що це перевантаження мережі на цих стрибках. Нам потрібно вжити заходів для їх виправлення.

Приклад тесту MTR

Висновок

У цій статті ми вивчили основи втрати пакетів із причиною та способами її виправлення в будь-якій мережі.

Втрата пакетів є дуже поширеною проблемою мережі, яка виникає через основні проблеми, такі як проблема системного програмного забезпечення, несправність кабелю тощо. Ми також дізналися, що її неможливо нейтралізувати повністю, її можна мінімізувати, лише вживаючи запобіжних заходів та використання різних інструментів для моніторингу та тестування мережі.

Ми також розглянули способи оцінки втрати пакетів шляхом вивчення різних методів тестування за допомогою скріншотів та зображень.

Рекомендована література

^