Đề tài network measurement

Thiết bị truyền thông và mạng Đề tài server load balancing Đề tài traffic engineering GIAO THỨC BGP – BORDER GATEWAY PROTOCOL Giao thức định tuyến OSPF TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MPLSVNP Viện công nghệ thông tin và truyền thông Thiết bị truyền thông và mạng Đề tài server load balancing Đề tài traffic engineering GIAO THỨC BGP – BORDER GATEWAY PROTOCOL Giao thức định tuyến OSPF TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MPLSVNP Viện công nghệ thông tin và truyền thông Thiết bị truyền thông và mạng Đề tài server load balancing Đề tài traffic engineering GIAO THỨC BGP – BORDER GATEWAY PROTOCOL Giao thức định tuyến OSPF TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MPLSVNP Viện công nghệ thông tin và truyền thông Thiết bị truyền thông và mạng Đề tài server load balancing Đề tài traffic engineering GIAO THỨC BGP – BORDER GATEWAY PROTOCOL Giao thức định tuyến OSPF TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ MPLSVNP Viện công nghệ thông tin và truyền thông

Network measurement

Các thành viên: Cấn Kim Tùng - 20102465

Trương Công Phú - 20101991 Nguyễn Hải Hà - 20101452 Nguyễn Quang Tùng – 20102485 Trần Xuân Tới – 20102348

Trịnh Công Nam – 20101926 Nguyễn Anh Tuấn – 20102772 Nguyễn Anh Dũng - 20102617

Đo lường mạng – Định nghĩa

•Là phương pháp xác định hiệu năng dựa trên việc đo trên mạng thực các tham số mạng cấu thành độ đo hiệu năng cần quan tâm

•Đo lường mạng có thể là đo lường chủ động hay thụ động

Đo lường chủ động (Active measurement)

Đo thụ động (passive measurement)

•Nettimer: đo nút cổ chai băng thông của liên kết

•Pathchar: đo độ trễ, mất mát gói tin

•Vấn đề: khoảng thời gian đo lường là biến thiên trên dải lớn

Passive Measurement

•Quan sát sự tồn tại giao thông trên mạng để đánh giá kết quả

•Các công đo lường thụ động: bắt dữ liệu khi nó đi qua bằng cách:

•Ứng dụng bắt gói tin (tcpdump) sử dụng bộ lọc bắt gói dữ liệu (bpf,libpcap)

•Các công cụ đo lường dựa trên luồng

•SNMP tool

•Vấn đề:

•rất nhiều dữ liệu

•Vấn đề riêng tư

Tại sao cần đo lường mạng

•Mạng chúng ta được làm việc thế nào?

•Mạng có sự cố? Cần biết nguyên nhân và vị trí xảy ra sự cố?

•Có cần thêm/sửa đổi cái gì đó? Khi nào cần có nó?

•Đo lường mạng là để hoặc phân tích/mô tả hiện tượng mạng hoặc kiểm tra các công cụ, giao thức hệ thống mới

Đo lường mạng – phân loại

1. Đo độ trễ - Latency

2. Giám sát lưu lượng – Traffic monitoring

3. Đo băng thông - Bandwidth

4. Đo đường đi - Path

1.Latency là gì?

•Latency được định nghĩa là số lượng thời gian cần cho một gói tin qua mạng từ một thiết bị tạo ra các gói tin đến thiết bị đích (bit đầu tiên rời khỏi thiết bị nguồn tới khi bít cuối cùng được nhận bởi máy đích)

•Điều này còn được gọi là end-to-end latency

•Thời gian cho một thiết bị đọc một gói từ mạng hay ghi một gói tin đến mạng là không đáng kể so với độ trễ tổng thể

Các nguyên nhân gây trễ

Các nguyên nhân gây trễ

•Router là thiết bị tạo ra nhiều độ trễ nhất trong các thiết bị trên đường dẫn

•Hàng đợi gói thường là thủ phạm gây ra lượng lớn độ trễ trên một router

•Một số công nghệ mạng như truyền thông vệ tinh thêm một lượng lớn độ trễ

•Nhiều liên kết, nhiều router hop thì độ trễ được tích lũy  độ trễ toàn bộ liên kết sẽ lớn hơn

Latency được đo như thế nào

•Các bước đo latency

• Thời gian khi gói tin được truyền – thời gian truyền

• Thời gian khi gói tin đến đích – thời gian đến

• Latency = thời gian đến – thời gian truyền

•Khó khăn khi đo

• Đồng hồ chung để đọc thời gian cho cả thiết bị gửi và thiết bị nhận

• Đo chỉ một gói tin trên một mạng phức tạp, thêm vào đó các độ trễ thay đổi theo thời gian

• Điều gì xảy ra với độ trễ khi lưu lượng giao thông trên mạng khác nhau

Round-trip latency

•Latency từ thiết bị gửi tới thiết bị nhận và trở lại thiết bị gửi

Giải quyết vấn đề đồng hồ chung khi đo

•Round-trip latency của một gói tin thường xuyên thay đổi

 Cần đo round-trip latency của nhiều gói tính các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, trung bình

Latency và lưu lượng giao thông (traffic load)

•Khi traffic load thay đổi latency sẽ thay đổi

• trong khi đo mà phải xem xét vấn đề traffic load thì phép đo trở nên phức tạp

• Kiểm soát tải mạng trong quá trình đo cũng rât khó

Latency và lưu lượng giao thông (traffic load)

•Nếu có thể đoán trước được mô hình sử dụng băng thông thì việc đo độ trễ có thể dễ hơn

Ảnh hưởng của độ trễ trên mạng

•Đại đa số giao thông trên mạng là một trong hai loại:

Ảnh hưởng trễ UDP

•UDP là giao thức dạng “best effort” nên latency ảnh hưởng tương đối ít

•Tác động duy nhất mà độ trễ có trên luồng UDP là một sự chậm trễ gia tăng của toàn bộ luồng

•Latency và thông lượng là hoàn toàn độc lập

Ảnh hưởng trễ TCP

• TCP là phức tạp hơn UDP

• Là giao thức truyền thông tin cậy

• Như vậy khi độ trễ tăng người gửi sẽ dành nhiều thời gian chờ đợi các gói tin ACK thay vì gửi gói tin.

• Quá trình điều chỉnh kích thước cửa sổ trở nên chậm khi quá trình này phụ thuộc vào việc nhận ACK

• Kích thước của cửa sổ là chiều dài (byte) của khối dữ liệu có thể lưu trong bộ đệm của bên nhận Bên gửi chỉ có thể gửi tối đa lượng thông tin chứa trong cửa sổ này trước khi nhận được tin báo nhận.

•Latency và thông lượng có quan hệ tỉ lệ nghịch

•Latency tăng thì thông lượng giảm

•Bảng sau đươc tạo ra bằng cách sử dụng máy tạo độ trễ giữa 2 pc kết nối qua mạng Ethernet nhanh

Round trip time (round-trip latency) và one way

•Latency được đo bởi round trip time (round-trip latency) và one way

oRTT đo mất bao lâu để đi từ A-Z và trở lại A

oOne way thì chỉ đo mất bao lâu để đi từ A - Z

•Tuy nhiên không phải one way = RTT/2 mà

RTT (A - Z) = OW(A - Z) + OW(Z - A)

•Loss có thể coi như độ trễ vô hạn

•RTT tools

oPing

Không thực hiện xử lý gói tin mà nó chỉ gửi phản ứng lại khi nhận được gói tin

do đó nó đo độ trễ tương đối chính xác

oThrulay

•One way tool

oOWAMP: One-Way Active Measurement Protocol

•Các thông tin biết được

• 5 gói tin 32 bit được gửi

• Giá trị độ trễ thay đổi 56->60ms

• Không gói tin bị mất

2 Traffic monitoring

•Nguyên nhân giám sát lưu lượng

Bắt và phân tích gói tin

•Phân tích gói tin thường được thực hiện bởi một packet sniffer - một công cụ được sử dụng để bắt dữ liệu thô đang lưu chuyển trên mạng

•Phân tích gói tin có thể giúp chung ta hiểu cấu tạo mạng, ai đang ở trên mạng, xác định ai hoặc cái gì đang sử dụng băng thông, chỉ ra những thời điểm mà việc sử dụng mạng đạt cao điểm, chỉ ra các khả năng tấn công và các hành vi phá hoại, và tìm ra các ứng dụng không được bảo mật

Phân tích luồng

•Phân tích sâu từng loại traffic của mạng và băng thông sử dụng

•Đánh giá hiệu năng của hệ thống mạng

•…

SNMP: Simple Network Management Protocol

và các thành tố mạng (network element)

• Management station thường là một máy tính chạy phần mềm quản lý SNMP (SNMP

management application), dùng để giám sát và điều khiển tập trung các network element.

bởi network management station Như vậy element bao gồm device, host và application.

3.Đo băng thông - bandwidth

•Băng thông là khả năng truyền dữ liệu tối đa trong một đơn vị thời gian của đường truyền vật lý

• Ở các tín hiệu Analog, BW là độ rộng của dải tần (Hz)

• Ở các tín hiệu Digital, BW là tốc độ truyền dữ liệu (tính trên đơn vị bit) (bps).

3.Đo băng thông - bandwidth

• Thông lượng (Throughput): lượng thông tin thực sự được gửi qua đường truyền trong một đơn

vị thời gian

• Đơn vị: bps

• Thông lượng là chỉ số để đánh giá mạng nhanh hay chậm

• Do nhiều lý do (đường truyền, nguồn phát…) thông lượng thường nhỏ hơn rất nhiều so với băng thông.

3.Đo băng thông - bandwidth

Narrow link

tight link

3.Đo băng thông - bandwidth

•Băng thông sử dụng

•Băng thông khả dụng = Công suất – băng thông sử dụng

•Tight link: liên kết có băng thông khả dụng nhỏ nhất trên đường truyền

Narrow link

tight link

3.Đo băng thông - bandwidth

•Đo trực tiếp

•Ước tính băng thông

•Đo trực tiếp:

• Là đo lường chủ động

• Phương pháp: đặt gói tin lên đường dẫn và quan sát tốc độ truyền

3.Đo băng thông - bandwidth

• Ước tính băng thông

• Ý tưởng: gửi các gói tin thăm dò vào mạng Các gói tin này có nhãn thời gian, sẽ đi qua các đường dẫn và đến nút nhận Bằng cách phân tích nhãn thời gian có thể ước tính được khả năng của liên kết và băng thông sẵn sàng của liên kết

4.Đo đường đi - path

• Traceroute

• IP record route (thường là tùy chọn cho ping)

• Công cụ lai tiện ích:

Traceroute + ping: tìm đường và ping tới mỗi hop (bước nhảy)

ICMP Time Exceeded, SA = 172.16.0.2

• Thank for watching