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Was ist Paketverlust? So testen und beheben Sie Paketverluste

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In diesem umfassenden Tutorial wird erklärt, was Paketverlust ist, was die Ursachen sind, wie man ihn überprüft, wie man einen Paketverlusttest durchführt und wie man ihn behebt:

In diesem Tutorial werden wir die grundlegende Definition des Paketverlusts in Bezug auf Computernetzwerksysteme untersuchen. Wir werden die Hauptgründe für den Verlust in jedem Netzwerk sehen.

Wir werden uns auch anhand verschiedener Beispiele und Screenshots mit den verschiedenen Tools befassen, die zum Testen des Paketverlusts und anderer Netzwerkleistungsparameter wie Jitter, Paketverzögerung, Verzerrung, Netzwerkgeschwindigkeit und Netzwerküberlastung verwendet werden. Dann überprüfen wir auch verschiedene verfügbare Methoden, um das Problem zu beheben.

So testen und beheben Sie Paketverluste

Was du lernen wirst:

Was ist Paketverlust?

Wenn wir auf das Internet zugreifen, um E-Mails zu senden, Daten oder Bilddateien herunterzuladen oder nach Informationen zu suchen, werden die winzigen Dateneinheiten über das Internet gesendet und empfangen. Diese werden als Pakete bezeichnet. Der Datenpaketfluss findet zwischen Quell- und Zielknoten in einem beliebigen Netzwerk statt und erreicht sein Ziel durch Durchlaufen verschiedener Transitknoten.

Wenn diese Datenpakete das gewünschte Endziel nicht erreichen, wird die Bedingung als Paketverlust bezeichnet. Dies wirkt sich auf den gesamten Netzwerkdurchsatz und die QoS aus, da aufgrund der erfolglosen Zustellung von Paketen an den Zielknoten die Netzwerkgeschwindigkeit verlangsamt wird und Echtzeitanwendungen wie das Streamen von Videos und Spielen ebenfalls beeinträchtigt werden.

Ursachen für Paketverlust

Der Grund für den Verlust kann mit den folgenden Punkten erklärt werden:

# 1) Netzwerküberlastung ::Während der Stoßzeiten oder der Netzwerkauslastungsstunde, wenn der Verkehr im Netzwerk seine maximalen Grenzen erreicht und die Netzwerkbandbreite stark ausgelastet ist, tritt der Zustand einer Netzwerküberlastung auf. Während dieser Bedingung müssen die Pakete an jedem Zwischenknoten auf ihre Chance warten, weitergeleitet zu werden, bis die Überlastung behoben ist.

Wenn die Knoten diese Pakete jedoch nicht getrennt speichern und weiterleiten können, werden sie verworfen, um mit der Geschwindigkeit des Netzwerks Schritt zu halten. Auf diese Weise tritt der Paketverlust bei einer Überlastung des Netzwerks auf. Es gibt jedoch viele Algorithmen und Softwareanwendungen, über die diese verlorenen Pakete erneut übertragen werden können, um das Ziel zu erreichen.

# 2) Softwarefehler: Dies ist eine der häufigsten Ursachen für verlorene Datenpakete, die während Software-Updates in das System eingeführt werden und aufgrund der eingeführten Fehler zu einem abnormalen Verhalten des Netzwerks führen. Dies kann minimiert werden, indem das System neu gestartet und Software-Patches eingeführt werden.

# 3) Das Problem mit der Netzwerkhardware ::Das Erweitern Ihrer Netzwerkinfrastruktur durch Verwendung alter und veralteter Netzwerkelemente wie Router, Switches, Hubs, Firewalls und des Computers führt zu Paketverlusten, da durch die Verwendung alter Geräte das gesamte Netzwerk langsamer wird, was zu einem schlechten Durchsatz und auch zu einem Netzwerkverlust führt Konnektivität. Diese können durch Verwendung aktualisierter Netzwerkgeräte verbessert werden.

# 4) Sicherheitsbedrohungen ::Wenn Sie einen plötzlichen Abfall der Datenpakete und eine Verlangsamung der Netzwerkgeschwindigkeit feststellen, kann die mögliche Ursache dafür ein böswilliger Virenangriff auf Ihr Netzwerk sein. Dies bedeutet, dass jemand unbefugten Zugriff auf Ihr Netzwerk erhält und den Denial-of-Service ausführt, sodass die Belastung des Routers zunimmt. Infolgedessen wird Ihr Router aufgefordert, die Datenpakete zu verwerfen, damit das Netzwerk ausfällt.

Solche unerwünschten Angriffe auf Ihr Netzwerk verursachen Paketverluste aufgrund der Überlastung des Datenverkehrs und der schlechten Netzwerkgeschwindigkeit. Dies kann minimiert werden, indem aktualisierte Netzwerksicherheitssoftware und Firewall verwendet werden, die solche Netzwerkbedrohungen erkennen und beseitigen.

# 5) Überlastetes Gerät und unzureichende Infrastruktur für den Umgang mit dem Netzwerk ::Wenn Ihrem System der Speicher ausgeht und seine Kapazität erreicht ist, werden die Datenpakete aufgrund einer Überlastung der Ressourcen verworfen.

In dieser Situation können die Pakete das Ziel trotz Warteschlangen und Puffern nicht erreichen, da sie dann bis zu einem bestimmten Grenzwert aufrechterhalten werden und danach Datenpakete verwerfen.

Wenn der Administrator des Netzwerks nicht intelligent genug ist, um den Überlastungszustand des Systems zu bewältigen, verschlechtert sich die Netzwerkleistung und es kommt wiederholt zu Paketverlusten.

Empfohlene Lektüre => BEST Packet Sniffer Tools

Auswirkungen verlorener Datenpakete

Es wirkt sich auf verschiedene Anwendungen auf verschiedene Arten aus. Wenn wir beispielsweise eine Datei aus dem Internet suchen und herunterladen und ein Paketverlust auftritt, wird der Download verlangsamt.

Wenn die Latenz jedoch sehr gering ist, bedeutet dies, dass der Verlust weniger als 10% beträgt. dann wird der Benutzer die Latenz nicht bemerken und das verlorene Paket wird erneut übertragen und es wird vom Benutzer im gewünschten Zeitintervall empfangen.

Wenn der Verlust jedoch größer als 20% ist, Dann benötigt das System mehr Zeit zum Herunterladen der Daten als üblich, und daher ist eine Verzögerung erkennbar. In diesem Fall muss der Benutzer warten, bis das Paket von der Quelle erneut gesendet und dann empfangen wird.

Andererseits ist für Echtzeitanwendungen sogar ein Paketverlust von 3% nicht akzeptabel Dies wird sich bemerkbar machen und möglicherweise die Bedeutung der laufenden Konversation und der Echtzeitdaten ändern, wenn eine der Paketzeichenfolgen geändert wird oder verloren geht.

Das TCP-Protokoll verfügt über das Modell für die erneute Übertragung verlorener Pakete. Wenn das TCP-Protokoll für die Zustellung von Datenpaketen verwendet wird, identifiziert es die verlorenen Pakete und überträgt die vom Empfänger nicht bestätigten Pakete erneut. Das UDP-Protokoll verfügt jedoch über kein bestätigungsbasiertes Szenario für die erneute Übertragung von Datenpaketen, sodass die verlorenen Pakete nicht wiederhergestellt werden.

Wie man Paketverlust behebt?

Es gibt keine Möglichkeit, einen Paketverlust von null Prozent zu erzielen, da die Gründe für den Verlust wie Systemüberlastung, zu viele Benutzer, Netzwerkprobleme usw. ständig auftauchen. Wir können also Maßnahmen ergreifen, um den Paketverlust zu minimieren und ein Netzwerk von guter Qualität zu erzielen.

Die folgenden täglichen Übungsmethoden können den allgemeinen Paketverlust weitgehend minimieren.

  • Überprüfen Sie die physischen Verbindungen ::Bitte stellen Sie sicher, dass die Verbindungen zwischen allen Geräten ordnungsgemäß hergestellt wurden. Alle Ports sind ordnungsgemäß mit dem erforderlichen Kabel an die Geräte angeschlossen. Wenn die Verbindung locker ist und die Kabel falsch angeschlossen sind, tritt ein Paketverlust auf.
  • Starten Sie das System neu ::Wenn Sie Ihr System nicht lange neu gestartet haben, starten Sie es schnell neu. Dadurch werden alle Fehler behoben und das Verlustproblem kann behoben werden.
  • Aktualisieren Sie die Software ::Die Verwendung einer aktualisierten Software und des neuesten Betriebssystems verringert automatisch die Wahrscheinlichkeit eines Paketverlusts.
  • Verwenden einer zuverlässigen Kabelverbindung anstelle von Wi-Fi: Wenn wir das Glasfaserkabel und das Ethernet-Kabel für Netzwerkverbindungen anstelle eines Wi-Fi-Netzwerks verwenden, kann die Netzwerkqualität verbessert werden und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit eines Paketverlusts, da das Wi-Fi-Netzwerk anfälliger dafür ist.
  • Ersetzen Sie veraltete Hardware ::Durch Ersetzen der veralteten Hardware wie alter Router und Switches mit begrenzter Kapazität durch neue aktualisierte Netzwerkgeräte mit hoher Kapazität wird der Paketverlust minimiert. Da die veraltete Hardware anfälliger für Fehlfunktionen ist, werden Pakete verworfen und der Paketverlust erhöht.
  • Fehlertypen erkennen und entsprechend beheben ::Wenn der Paketverlust bei der Schnittstellenausrichtung mit den FCS-Fehlern auftritt, besteht eine Duplexmodus-Fehlanpassung zwischen den beiden Enden der Schnittstelle des Routers. Passen Sie in diesem Fall die Schnittstelle an, um den Verlust zu beheben. Wenn nur der FCS-Verlust auftritt, liegt ein Problem mit den Kabelverbindungen vor. Überprüfen Sie daher die Verbindungen, um die Verluste zu beheben.
  • Link Balance ::Wenn die Bandbreite der Verbindung zwischen Quelle und Ziel aufgrund einer hohen und überlasteten Kapazität der Verbindung blockiert ist, werden die Pakete verworfen, sofern der Datenverkehr nicht normal wird. In diesem Fall können wir die Hälfte des Datenverkehrs auf die Schutzverbindung oder die redundante Verbindung verlagern, die sich im Ruhezustand befindet, um die Situation eines hohen Paketverlusts und der Bereitstellung einer guten Dienstqualität zu überwinden. Dies wird als Link Balance bezeichnet.

Paketverlusttest

Warum führen wir den Test auf Paketverlust durch? Der Paketverlust ist für viele Netzwerkprobleme verantwortlich, insbesondere in den WAN-Konnektivitäts- und Wi-Fi-Netzwerken. Die Ergebnisse des Paketverlusttests lassen darauf schließen, dass das Problem auf die Netzwerkkonnektivität zurückzuführen ist oder dass sich die Qualität des Netzwerks aufgrund des TCP- oder UDP-Paketverlusts verschlechtert.

Zum Testen des Verlusts werden verschiedene Werkzeuge verwendet, ein solches Werkzeug ist PRTG-Netzwerküberwachungstool Dies hilft dabei, die verlorenen Pakete zu bestätigen, die Probleme mit UDP- und TCP-Paketverlusten zu lokalisieren und die Netzwerkauslastung zu überprüfen, indem die Netzwerkbandbreite und die Verfügbarkeit von Knoten berechnet und die IP-Adressen der Netzwerkgeräte auf eine bessere Netzwerkleistung überprüft werden.

PRTG-Architektur:

PRTG-Architektur

(Bild Quelle ))

# 1) PRTG-Paketverlusttest

Einwegsensor für Quality of Service (QoS): Mit diesem Tool werden verschiedene Parameter ermittelt, die mit der Qualität eines Netzwerks zwischen zwei Knoten verknüpft sind, die auch als Sonden bezeichnet werden.

Dies wird verwendet, um den Paketverlust bei VoIP-Verbindungen (Voice over IP) zu überwachen.

Um diesen Test auszuführen, muss der PRTG-Remote-Test an einem Ende auf einem Windows-Betriebssystem installiert werden, das mit dem PRTG-Server-Probe verbunden sein sollte.

Sobald die Verbindung zwischen der Remote- und der Server-Endsonde hergestellt ist, sendet der Sensor eine Reihe von UDP-Paketen von der Ursprungssonde an die Remote-Endsonde und bewertet die folgenden Faktoren:

wie man effektive Testfälle schreibt
  1. Rauschen oder Jitter in Millisekunden (min, max und Durchschnitt)
  2. Abweichung der Paketverzögerung in Millisekunden (min, max und Durchschnitt)
  3. Replikatpakete (%)
  4. Verzerrte Pakete (%)
  5. Verlorene Pakete (%)
  6. Pakete außer Betrieb (%)
  7. Das zuletzt zugestellte Paket (in Millisekunden)

QoS Einwegsensor

Gehen Sie zu den Sensoreinstellungen und wählen Sie dann die Serverbereichssonde als Zielende und die entfernte Endsonde als Host aus. Anschließend leitet die PRTG die Datenpakete automatisch zwischen den beiden ausgewählten Sonden hin und her. Somit wird die Leistung der Netzwerkverbindung überwacht.

Auf diese Weise können wir die verlorenen Daten zusammen mit den anderen Parametern lokalisieren, die für eine gute Netzwerkleistung wesentlich sind. Wir müssen nur den Host und das Remote-Gerät auswählen, unter denen wir den Paketverlust testen möchten.

PRTG QoS Reflektor: Das Beste an der Verwendung dieses Reflektors ist, dass er auch auf jedem Linux-Betriebssystem ausgeführt werden kann, sodass kein Windows-System und keine Remote-Sonde für die Ausgabe verwendet werden müssen.

Dies ist eine Art Python-Skript, das die Datenpakete zwischen Knoten, die als Endpunkte bezeichnet werden, und dem PRTG überträgt. Durch Senden der Datenpakete zwischen zwei Endpunkten werden somit alle QoS-Parameter des Netzwerks gemessen. Indem wir diese Daten extrahieren und analysieren und vergleichen, können wir den Jitter, die Abweichung in der Paketverzögerung, verlorene Pakete, verzerrte Pakete usw. herausfinden.

Ping-Sensor: Dieser Sensor überträgt ein ICMP-Echo-Nachrichtenanforderungsdatenpaket (Internet Control Message Protocol) zwischen zwei Knoten des Netzwerks, auf die Netzwerkparameter und Paketverlust überprüft werden müssen. Wenn der Empfänger verfügbar ist, werden die ICMP-Echoantwortpakete als zurückgegeben Antwort auf die Anfrage.

Die angezeigten Parameter sind:

  1. Ping-Zeit
  2. Die Ping-Zeit ist minimal, wenn mehr als ein Ping pro Intervall verwendet wird
  3. Die Ping-Zeit ist maximal, wenn mehr als ein Ping pro Intervall verwendet wird
  4. Paketverlust (%) bei Verwendung von mehr als einem Ping pro Intervall
  5. Durchschnittliche Umlaufzeit in Millisekunden.

Die Standardeinstellung für Ping ist vier Pings pro Scanintervall für das Windows-Betriebssystem und das Unix-basierte Betriebssystem. Der Ping wird so lange ausgeführt, bis wir einige Schlüsselwörter drücken, um ihn zu stoppen.

Testen wir nun den Paketverlust zwischen dem Laptop und dem Wi-Fi-Netzwerk.

Befolgen Sie die folgenden Schritte:

  1. Gehen Sie zur Eingabeaufforderung, indem Sie das Startmenü auswählen und geben Sie 'cmd' ein.
  2. Nun öffnet sich das Befehlsfenster, verwenden Sie Ping 192.168.29.1 und drücken Sie die Eingabetaste.
  3. Dadurch wird die angegebene IP-Adresse gepingt und die unten gezeigte Ausgabe angezeigt.

Ausgabe:

Ping-Erfolg

Jetzt können wir gemäß der obigen Zusammenfassung sehen, dass es keinen Paketverlust gibt und Ping erfolgreich ist.

Betrachten Sie den Fall, in dem der Verlust vorliegt, dann ist das Ping-Ergebnis wie im folgenden Screenshot dargestellt, in dem ein Paketverlust von 100% auftritt, da der Benutzer das Wi-Fi-Netzwerk nicht erreichen kann.

Ping-Paketverlust

Ping-Sensor

# 2) MTR-Tool für den Paketverlusttest

Wir haben bereits in einem der vorherigen Artikel kurz auf das Ping- und Traceroute-Tool eingegangen. Der Link ist unten angegeben.

Muss lesen => Grundlegende Schritte und Tools zur Fehlerbehebung im Netzwerk

Wechseln wir also zum MTR-Tool, das die Funktionen von Pings und Traceroute kombiniert und zur Fehlerbehebung und Überwachung der Netzwerkleistung und der Paketverlustparameter verwendet wird.

Wir können den MTR-Befehl an der Eingabeaufforderung ausführen, indem wir MTR gefolgt von der IP-Adresse des Zielhosts verwenden. Sobald wir den Befehl ausführen, verfolgt er das Ziel weiter, indem er den verschiedenen Routen folgt. Um die Untersuchung zu stoppen, können Sie die Taste q und STRG + C eingeben.

Lassen Sie uns sehen, wie wir verschiedene Parameter der Netzwerkkonnektivität mithilfe dieses Tools aus dem folgenden Beispiel und der Ausgabe eines Netzwerks analysieren können:

MTR-Test

(Bild Quelle ))

  • Konnektivität mit dem Zielknoten ::Hier zeigt die MTR-Ablaufverfolgung in der Ausgabe, dass sie ohne Fehler den letzten Sprung des Ziels erreicht. Wie aus dem obigen Bild ersichtlich ist, gibt es kein Problem zwischen der Konnektivität zwischen Quelle und Zielende.
  • Paketverlust: Dieses Feld gibt den Prozentsatz des Paketverlusts bei jedem Zwischensprung an, während wir uns vom Quell- zum Zielende bewegen. Der 0% -Paketverlust, wie im obigen Bild gezeigt, zeigt an, dass es kein Problem gibt, aber wenn er einen Verlust zeigt, müssen wir diesen bestimmten Hop überprüfen.
  • Round Trip Time (RTT): Dies stellt die Gesamtzeit dar, die die Pakete benötigen, um das Ziel von der Quelle aus zu erreichen. Sie wird in Millisekunden berechnet. Wenn dies sehr groß ist, bedeutet dies, dass der Abstand zwischen den beiden Sprüngen sehr groß ist. Wie wir sehen können, ist der RTT-Zeitunterschied zwischen Hop 6 und Hop 7 im obigen Screenshot sehr groß, da sich beide Hops in verschiedenen Ländern befinden.
  • Standardabweichung: Dieser Parameter spiegelt die Abweichung in der Paketverzögerung wider, die in Millisekunden berechnet wird.
  • Jitter ::Dies ist die Verzerrung, die normalerweise während der Sprachkommunikation im Netzwerk beobachtet wird. Das MTR-Tool kann auch die Jittermenge auf jeder Hop-Ebene zwischen Quelle und Ziel auswerten, indem es einfach das Feld in den Standardeinstellungen hinzufügt und den Befehl show jitter ausführt.

Nehmen wir ein anderes Beispiel, in dem wir den MTR-Befehl mit einigen anderen Einstellungen als der Standardeinstellung ausführen. Hier werden wir Pakete bei jedem aufeinanderfolgenden zweiten Mittel senden, die Geschwindigkeit wird sehr hoch sein, um den Paketverlust zu bemerken, und wir werden auch 50 Datenpakete in jedem Hop senden.

Im folgenden Screenshot sehen wir nun, dass durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Paketübertragung und Senden von mehr Paketen pro Hop ein Paketfehler in Hop 1, Hop 2 und Hop 3 mit 100% Paketfehler in Hop 2 auftritt. Dies bedeutet also, dass dort ist Netzwerküberlastung bei diesen Hops. Wir müssen Schritte unternehmen, um sie zu korrigieren.

MTR-Testbeispiel

Fazit

In diesem Artikel haben wir die Grundlagen des Paketverlusts mit dem Grund und den Methoden zur Behebung in jedem Netzwerk kennengelernt.

Der Paketverlust ist ein sehr häufiges Netzwerkproblem, das aufgrund grundlegender Probleme wie eines Systemsoftwareproblems, eines Kabelfehlers usw. auftritt. Wir haben auch festgestellt, dass es nicht vollständig neutralisiert werden kann, sondern nur durch Vorsichtsmaßnahmen minimiert werden kann und Verwenden verschiedener Tools zum Überwachen und Testen des Netzwerks.

Wir haben auch nach Möglichkeiten gesucht, den Paketverlust zu bewerten, indem wir verschiedene Testmethoden mithilfe von Screenshots und Bildern untersucht haben.

Literatur-Empfehlungen

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