Rys. 1. Wynik działania programu ping: n = 5, adres cyfrowy. Rys. 1a. Wynik działania programu ping: l = 64 Bajty, adres mnemoniczny

Transkrypt

1 41 Rodzaje testów i pomiarów aktywnych ZAGADNIENIA - Jak przeprowadzać pomiary aktywne w sieci? - Jak zmierzyć jakość usług sieciowych? - Kto ustanawia standardy dotyczące jakości usług sieciowych? - Jakie parametry służą do oceny jakości usług sieciowych? - Programy wykorzystywane do pomiaru sieci ping, traceroute, pingtest i speedtest 1. Rodzaje pomiarów sieci Pomiary pasywne polegają na obserwowaniu pakietów danych w określonych punktach pomiarowych oraz analizie otrzymanych wyników Pomiary aktywne polegają na inicjowaniu ruchu w sieci tzw. pakietów pomiarowych. Wprowadzane są do sieci dodatkowe dane, które ułatwiają wykonywanie pomiarów lub diagnozowanie sieci. Testy te mogą być wykonywane podczas normalnej eksploatacji sieci. Umożliwiają uzyskanie wiedzy o stanie sieci, jak również o zjawiskach w niej zachodz ących. Metody aktywne uwzględniają podczas pomiarów obciążenie sieci ruchem generowanym przez aplikacje użytkowników, jak i samą sieć (np. protokoły routingu, DHCP, DNS). 2. Jakość usług sieciowych (Quality of Service-QoS) - określane na podstawie pomiarów aktywnych QoS określa poziom gwarantowanych wartości parametrów sieciowych w celu osiągnięcia satysfakcji użytkownika. Parametry, którymi użytkownicy oceniają jakość usług: - przepustowość sieci, - opóźnienie przesyłania danych, - różnice opóźnienia poszczególnych pakietów, - straty pakietów danych. W celu zapewnienia porównywalności wyników, pomiary aktywne wykonywane są na podstawie metryki zdefiniowanej przez organizacje standaryzacyjne, np. ITU-T lub IETF 3. Przykładowe metryki zdefiniowane przez organizację IETF: 1. Dostępność usługi - możliwość przekazu pakietów między danym źródłem a urządzeniem docelowym. Urządzenie docelowe uznawane jest za dostępne, jeśli pakiet dotrze w określonym czasie. 2. Opóźnienie w jednym kierunku OWD (One Way Delay) - czas przekazu pakietu między dwoma punktami w sieci. OWD jest mierzone jako czas od momentu, w którym źródło wysłało pierwszy bit pakietu, do momentu, w którym urządzenie docelowe odebrało ostatni bit pakietu. Wielkość pakietu pomiarowego ma wpływ na opóźnienie i musi być zdefiniowana przed pomiarem. Wartość metryki podawana jest w postaci parametrów statystycznych próbki: - minimalne opóźnienie OWD (One Way Delay Minimum) - najmniejsza wartość opóźnienia w próbce, - średnie opóźnienie OWD (Mean One Way Delay) - średnia wartość opóźnienia w próbce, - percentyl opóźnienia OWD (One Way Delay Percentile) - x-ty percentyl opóźnienia danej próbki, - mediana opóźnienia OWD (One Way Delay Median) - wartość mediany danej próbki. 3. Zmienność opóźnienia przekazu pakietów IPDV (IP Packet Delay Yariation) - różnica pomiędzy wartością OWD dla dwóch pakietów w mierzonej próbce pakietów (zwykle przyjmuje się różnicę opóźnienia sąsiednich pakietów). 4. Opóźnienie pakietów w pętli RTD (Round Trip Delay) - opóźnienie przekazu pakietu mierzone na drodze źródło -> przeznaczenie -> źródło. Wartość mierzona jako czas od wysłania pierwszego bitu pakietu do odebrania ostatniego bitu pakietu przez źródło. 1

2 5. Straty pakietów OWI (One Way Loss) - w przypadku poprawnego odebrania pakietu przyjmuje wartość O, w przeciwnym wypadku Poziom strat pakietów IPLR (IP Packet Loss Ratio) - stosunek liczby pakietów straconych do liczby pakietów wysłanych w danym okresie pomiarowym. 4. Podstawowe narzędzia do wykonywania testów aktywnych w sieciach. 1. Ping (System Windows oparty na protokole IP) - pozwala na sprawdzenie, czy istnieje połączenie pomiędzy dwoma punktami w sieci. Umożliwia on zmierzenie liczby zgubionych pakietów oraz opóźnień w ich transmisji. Program korzysta z protokołu ICMP, wysyła pakiety ICMP Echo Request i odbiera ICMP Echo Reply. Aby wykonać test przy użyciu polecenia ping, należy w wierszu polecenia wpisać polecenie ping i adres IP lub nazwę domenową komputera, który ma zostać osiągnięty.. Odpowiedzi programu: - Upłynął limit czasu żądania" oznacza, że w domyślnym czasie l sekundy nie nadeszła odpowiedź na polecenie ping. - Sieć docelowa jest nieosiągalna" oznacza, że nie istnieje trasa prowadząca do miejsca docelowego Informacje o dodatkowych opcjach programu można uzyskać poprzez wywołanie pomocy do programu: ping /? Przykładowe opcje programu ping: N - liczba - określa liczbę pakietów testowych do wysłania. Wartością domyślną dla Windows jest 4, dla Linuksa pakiety są wysyłane do odwołania, l - rozmiar- określa rozmiar pakietu testowego (domyślnie 32 bajty), t - wysyłanie ciągłe pakietów testowych (dotyczy systemu Windows). Na rysunku 1 pokazano wynik działania programu ping. W pierwszym poleceniu wysłano 5 pakietów testowych o standardowym rozmiarze (n=5). Wszystkie zostały dostarczone w czasie poniżej 48 milisekund. W drugim poleceniu zastosowano pakiet o rozmiarze 64 bajtów (l=64). Również wszystkie pakiety zostały dostarczone, ale czas przesyłu był dłuższy. Parametr TTL oznacza czas życia pakietu i pozwala na określenie liczby routerów na trasie. Rys. 1. Wynik działania programu ping: n = 5, adres cyfrowy Rys. 1a. Wynik działania programu ping: l = 64 Bajty, adres mnemoniczny 2

3 2. tracert (System Windows oparty na protokole ICMP) - badania trasy, po której przesyłane są pakiety, i mierzenia czasu pomiędzy poszczególnymi routerami. Traceroute na innych systemach. Wysyłane są pakiety z polem TTL (Time To Live) ustawionym na kolejne wartości, zaczynając od 1. Wartość ta jest zmniejszana przez każdy router na trasie. Jeżeli pole TTL osiągnie wartość 0, to pakiet jest odrzucany, a router wysyła informację zwrotną do komputera źródłowego. W ten sposób komputer źródłowy uzyskuje kolejne adresy IP routerów na trasie. Na początku wysyłany jest pakiet z polem TTL ustawionym na l, co pozwala na ustalenie adresu IP pierwszego routera na trasie. Następnie wysyłany jest pakiet z polem TTL 2. Pierwszy router zmniejszy tę wartość do l i przekaże do drugiego routera na trasie. Drugi router zmniejszy TTL do 0 i odrzuci pakiet, wysyłając komunikat do komputera źródłowego. Testowanie kończy się po osiągnięciu miejsca docelowego lub przekroczeniu dopuszczalnej liczby routerów (standardowo 30). Na rysunku 2. pokazano wyniki działania programu tracert. W pierwszym poleceniu testowano trasę do bramy; trasa składała się tylko z jednego routera. Rys. 2. Wynik działania programu tracert do najbliższego routera Rys. 3. Wynik działania programu tracert do odległego routera Trasa do serwera w internecie była dłuższa i składała się z 12 routerów (ich adresy lub nazwy znajdują się po prawej stronie rysunku). Na podstawie pomiaru administrator może określić łącza, w których występuje największe opóźnienie. Na działanie polecenia ping może mieć wpływ zapora sieciowa skonfigurowana na testowanym komputerze. Wiele zapór standardowo blokuje wysyłanie odpowiedzi na żądanie echa wysyłane przez program ping. 3

4 3. speedtest sprawdzenie szybkości połączenia naszego komputera z wybranym serwerem Rys. 4. Wybór serwera do badania szybkości łącza(sevilla) Rys. 5. Badanie szybkości łącza(sevilla) dla sygnału pobieranego DOWNLOAD i Wysyłanego UPLOAD 4. pingtest sprawdzenie jakości transmisji pakietów między serwerem a naszym komputerem 4

5 Rys. 5. Badanie jakości sieci Porównać można uzyskany czas przesyłania pakietów zbadany programem speedtest (72 ms) i programem pingtest (69 ms) Jakość łącza określana jest jako B. 5. Oznaczanie wyników pomiar jakości sieci A Doskonale! Wystarczającą przepustowość dla wszystkie aplikacji internetowych i grach. MOS większa niż 4,37 Ping poniżej 50 ms Utraty pakietów 0% B Bardzo dobrze! Połączenie powinno działać dobrze dla dowolnej aplikacji internetowej. Niektóre gry online mogą nie działać optymalnie. MOS pomiędzy 4,28 i 4,37 Ping około 90 ms Utrata pakietów 0% C Dopuszczalnie. Niedostateczna jakość dla wielu gier online Większość mediów strumieniowych będzie działać dobrze. MOS pomiędzy 4,00 i 4,27 Ping około 150 ms Utrata pakietów 1% D Niepokojąco. Większość aplikacji online nie będą działać dobrze ale niektóre powinien jeszcze działać. Być może trzeba skontaktować się z dostawcą usług internetowych. MOS pomiędzy 2,50 i 3,99 Ping około 300 ms Utrata pakietów 3% F Bardzo biednie. W czasie rzeczywistym wydajność aplikacji Internetowych bardzo zła. Należy skonsultować się z dostawcą usług internetowych. MOS niższa niż 2,50 Ping powyżej 500 ms Utrata pakietów 20%) Packet Loss - ilość zgubionych pakietów w % Jitter - fluktuacji wartości ping, odchylenie pomiaru ping. 5

6 Ping po wyżej 100 ms i fluktuacja po wyżej 0 świadczy o złej jakości sieci. testować i czytać dalej, aby dowiedzieć się więcej! SPRAWDŹ SWOJE UMIEJĘTNOŚCI 1. Sprawdź możliwość komunikacji z bramą internetową w szkole, komputerem kolegi i z serwerem DNS. 2. Sprawdź adresy komputerów na trasie do dowolnego serwera w internecie. Na którym łączu występują największe opóźnienia? sunsite.icm.edu.pl ftp.task.gda.pl 6