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O que é perda de pacotes | Como testar e consertar perda de pacotes

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Este tutorial abrangente explica o que é perda de pacote, quais são as causas, como verificar, como realizar o teste de perda de pacote e como corrigi-lo:

Neste tutorial, exploraremos a definição básica de perda de pacotes em termos de sistemas de rede de computadores. Veremos as razões básicas por trás da perda em qualquer rede.

Também examinaremos as várias ferramentas usadas para testar a perda de pacotes e outros parâmetros de desempenho da rede, como jitter, atraso do pacote, distorção, velocidade da rede e congestionamento da rede, com a ajuda de vários exemplos e capturas de tela. Em seguida, também verificamos vários métodos disponíveis para corrigi-lo.

Como testar e corrigir perda de pacotes

O que você aprenderá:

O que é perda de pacotes?

Quando acessamos a Internet para enviar e-mails, fazer download de qualquer arquivo de dados ou imagem, ou procurar qualquer informação, as pequenas entidades de dados são enviadas e recebidas pela Internet e são conhecidas como pacotes. O fluxo de pacotes de dados ocorre entre os nós de origem e destino em qualquer rede e chega ao seu destino passando por vários nós de trânsito.

Agora, sempre que esses pacotes de dados falham em alcançar o destino final desejado, a condição é chamada de perda de pacote. Ele impacta a taxa de transferência geral da rede e a QoS, pois, devido à entrega malsucedida de pacotes ao nó de destino, a velocidade da rede diminui e os aplicativos em tempo real, como streaming de vídeos, jogos também são afetados.

Causas de perda de pacotes

O motivo da perda pode ser explicado com os pontos mencionados abaixo:

# 1) Congestionamento da rede :Durante os horários de pico ou de pico da rede, quando o tráfego na rede atinge seus limites máximos e a largura de banda da rede é altamente utilizada, ocorre a condição de congestionamento da rede. Agora, durante essa condição, os pacotes em cada nó intermediário precisam aguardar sua chance de serem encaminhados até que o congestionamento seja eliminado.

Mas se os nós falharem para armazenar e encaminhar esses pacotes, eles os descartarão para lidar com a velocidade da rede. É assim que ocorre a perda de pacotes em caso de congestionamento da rede. Mas existem muitos algoritmos e aplicativos de software por meio dos quais esses pacotes perdidos podem ser retransmitidos para chegar ao destino.

# 2) Bugs de software: Esta é uma das causas mais comuns de perda de pacotes de dados que são introduzidos no sistema durante as atualizações de software e resultarão no comportamento anormal da rede devido aos bugs introduzidos. Isso pode ser minimizado reiniciando o sistema e introduzindo patches de software.

# 3) O problema com o hardware de rede :Aumentar sua infraestrutura de rede usando elementos de rede antigos e desatualizados, como roteadores, switches, hubs, firewalls e o computador resultará em perda de pacotes, pois ao usar dispositivos antigos, a rede geral ficará mais lenta, resultando em baixa taxa de transferência e também perda na rede conectividade. Isso pode ser melhorado usando dispositivos de rede atualizados.

# 4) Ameaças de segurança :Se você experimentar uma queda repentina nos pacotes de dados e lentidão na velocidade da rede, a possível causa por trás disso pode ser um ataque de vírus malicioso em sua rede. Isso significa que alguém está obtendo acesso não autorizado à sua rede e está executando a negação de serviço para que a carga no roteador esteja aumentando e, como resultado, solicitando que seu roteador descarte os pacotes de dados para que a rede falhe.

Esse tipo de ataque indesejado em sua rede causa perda de pacotes devido à sobrecarga de tráfego e baixa velocidade da rede. Isso pode ser minimizado usando um software de segurança de rede atualizado e firewall que detecta essas ameaças à rede e as elimina.

# 5) Dispositivo sobrecarregado e infraestrutura inadequada para lidar com a rede :Se o seu sistema estiver ficando sem memória e atingir sua capacidade, ele começará a descartar os pacotes de dados devido à superutilização dos recursos.

Nesta situação, os pacotes não serão capazes de chegar ao destino apesar do enfileiramento e dos buffers, porque então eles vão sustentar até um certo limite e depois disso, eles vão começar a descartar os pacotes de dados.

Da mesma forma, se o administrador da rede não for inteligente o suficiente para lidar com a condição de sobrecarga do sistema, o desempenho da rede será reduzido e a perda de pacotes ocorrerá repetidamente.

Leitura Recomendada => MELHORES Ferramentas de Sniffer de Pacotes

Efeitos de pacotes de dados perdidos

Ele afeta diferentes aplicativos de várias maneiras. Por exemplo, se estivermos pesquisando e baixando qualquer arquivo da Internet e houver uma perda de pacote, a velocidade de download será reduzida.

Mas se a latência for muito baixa, o que significa que a perda é inferior a 10%, então o usuário não perceberá a latência e o pacote perdido será retransmitido e recebido pelo usuário no intervalo de tempo desejado.

Mas se a perda for maior que 20%, então, o sistema levará mais tempo para baixar os dados do que sua velocidade normal e, portanto, o atraso será perceptível. Neste caso, o usuário deve esperar que o pacote seja retransmitido pela fonte para então recebê-lo.

Por outro lado, para aplicativos em tempo real, mesmo uma perda de pacote de 3% não é aceitável pois será perceptível e pode mudar o significado da conversa em andamento e dos dados em tempo real se uma das sequências do pacote for alterada ou desaparecer.

O protocolo TCP tem o modelo de retransmissão de pacotes perdidos e quando o protocolo TCP é usado para entrega de pacotes de dados, ele identifica os pacotes perdidos e retransmite os pacotes que não são reconhecidos pelo receptor. Mas o protocolo UDP não tem nenhum cenário baseado em confirmação para retransmissão de pacotes de dados, portanto, os pacotes perdidos não serão recuperados.

Como consertar a perda de pacotes?

Não há como atingir uma perda de pacote de zero por cento, pois as razões por trás da perda, como sobrecarga do sistema, muitos usuários, problemas de rede, etc. surgem constantemente o tempo todo. Portanto, podemos tomar medidas para minimizar a perda de pacotes para conseguir uma rede de boa qualidade.

Os seguintes métodos de prática diária podem minimizar a perda geral de pacotes em grande medida.

  • Verifique as conexões físicas :Certifique-se de que as conexões entre todos os dispositivos sejam feitas corretamente. Todas as portas estão devidamente conectadas aos dispositivos com o cabo necessário. Se a conexão estiver solta e os cabos estiverem conectados incorretamente, ocorrerá perda de pacotes.
  • Reinicie o sistema :Se você não reiniciou seu sistema por muito tempo, reinicie-o rapidamente, isso limpará todos os bugs e também pode corrigir o problema de perda.
  • Atualize o software :Usar software atualizado e o sistema operacional mais recente reduzirá automaticamente as chances de perda de pacotes.
  • Usando uma conexão de cabo confiável em vez de Wi-Fi: Se usarmos o cabo de fibra óptica e o cabo Ethernet para conexões de rede em vez da rede Wi-Fi, a qualidade da rede pode ser melhorada e há menos chance de perda de pacotes, já que a rede Wi-Fi é mais propensa a isso.
  • Substitua o hardware desatualizado :Substituir o hardware desatualizado como roteadores e switches antigos que têm uma capacidade limitada por novos dispositivos de rede de alta capacidade atualizados minimizará a perda de pacotes. Como o hardware desatualizado está mais sujeito a mau funcionamento, o que por sua vez irá descartar pacotes e aumentar a perda de pacotes.
  • Detectando tipos de erros e corrigindo de acordo :Se a perda do pacote de alinhamento da interface ocorrer com os erros FCS, haverá uma incompatibilidade de modo duplex entre as duas extremidades da interface do roteador. Assim, neste caso, combine a interface para retificar a perda. Se ocorrer apenas a perda de FCS, há um problema com as conexões dos cabos, portanto, verifique as conexões para retificar as perdas.
  • Link balance :Se a largura de banda do link entre a origem e o destino for interrompida devido à alta e superutilização da capacidade do link, ele começará a descartar os pacotes, a menos que o tráfego se torne normal. Neste caso, podemos deslocar metade do tráfego para o link de proteção ou para o link redundante que está ocioso para superar a situação de grande perda de pacotes e entregar uma boa qualidade de serviço. Isso é conhecido como link Balance.

Teste de perda de pacotes

Por que fazemos o teste de perda de pacotes? A perda de pacotes é responsável por muitos dos problemas de rede, especialmente na conectividade WAN e redes wi-fi. Os resultados do teste de perda de pacotes concluem as razões por trás disso, como se o problema fosse devido à conectividade de rede ou a qualidade da rede degrada devido à perda de pacotes TCP ou UDP.

Para testar a perda, várias ferramentas são usadas, uma delas é Ferramenta de monitoramento de rede PRTG que ajuda a confirmar os pacotes perdidos, localizar os problemas de perda de pacotes UDP e TCP e também examinar a utilização da rede calculando a largura de banda da rede, a disponibilidade de nós e verificando os endereços IP dos dispositivos de rede para melhor desempenho da rede.

Arquitetura PRTG:

Arquitetura PRTG

(imagem fonte )

# 1) Teste de perda de pacote PRTG

Sensor de qualidade de serviço (QoS) unilateral: Essa ferramenta é usada para determinar vários parâmetros que estão vinculados à qualidade de uma rede entre dois nós, também conhecidos como probes.

Isso é usado para monitorar a perda de pacotes em conexões de Voz sobre IP (VoIP).

Para executar este teste, é necessário instalar a sonda remota PRTG em um sistema operacional Windows em uma extremidade que deve ser conectada à sonda do servidor PRTG.

Agora, uma vez que a conexão é estabelecida entre a sonda remota e a extremidade do servidor, o sensor irá transmitir um monte de pacotes UDP da sonda de origem para a extremidade remota e avaliará os seguintes fatores:

qual é o propósito do teste de aceitação do usuário
  1. Ruído ou jitter em milissegundos (min, max e média)
  2. Desvio no atraso do pacote em milissegundos (min, max e média)
  3. Pacotes de réplica (%)
  4. Pacotes distorcidos (%)
  5. Pacotes perdidos (%)
  6. Pacotes fora de serviço (%)
  7. O último pacote entregue (em milissegundos)

Sensor QoS unilateral

Vá para as configurações do sensor e escolha a sonda da área do servidor como a extremidade de destino e a sonda de extremidade remota como host, então o PRTG começará a encaminhar automaticamente os pacotes de dados para frente e para trás entre as duas sondas selecionadas. Assim, ele monitorará o desempenho da conexão de rede.

Desta forma, poderemos localizar os dados perdidos juntamente com os outros parâmetros essenciais para o bom desempenho da rede. Precisamos apenas escolher e selecionar o host e o dispositivo remoto entre os quais queremos testar a perda de pacotes.

Refletor PRTG QoS: A melhor coisa sobre o uso desse refletor é que ele também pode ser executado em qualquer um dos sistemas operacionais Linux, portanto, não há compulsão de usar o sistema Windows e o probe remoto para saída.

Este é um tipo de script Python que transmite os pacotes de dados entre os nós conhecidos como terminais e o PRTG. Assim, ao enviar os pacotes de dados entre dois terminais, ele medirá todos os parâmetros de QoS da rede. Assim, extraindo esses dados e fazendo análise e comparação, podemos descobrir o jitter, o desvio no atraso do pacote, pacotes perdidos, pacotes distorcidos, etc.

Sensor de ping: Este sensor transmite pacotes de dados de solicitação de mensagem de eco de protocolo de mensagem de controle da Internet (ICMP) entre dois nós da rede, nos quais temos que verificar os parâmetros de rede e a perda de pacotes e, se o receptor estiver disponível, ele reverterá os pacotes de resposta de eco ICMP como um resposta ao pedido.

Os parâmetros que mostra são:

  1. Tempo de ping
  2. O tempo de ping é mínimo se usar mais de um ping por intervalo
  3. O tempo de ping é máximo se usar mais de um ping por intervalo
  4. Perda de pacotes (%) por usar mais de um ping por intervalo
  5. Tempo médio de ida e volta em milissegundos.

A configuração padrão do ping é de quatro pings por intervalo de varredura de tempo para o sistema operacional Windows e o sistema operacional baseado em Unix, o ping continuará a ser executado até que pressionemos algumas palavras-chave para interrompê-lo.

Agora, vamos testar a perda de pacotes entre o laptop e a rede Wi-Fi.

Siga as etapas abaixo:

  1. Vá para o prompt de comando selecionando o menu Iniciar e digite “cmd”.
  2. Agora a janela de comando será aberta, use o ping 192.168.29.1 e pressione Enter.
  3. Isso fará o ping do endereço IP fornecido e nos dará a saída mostrada abaixo.

Resultado:

sucesso de ping

Agora, conforme o resumo acima, podemos ver que não há perda de pacotes e o ping foi bem-sucedido.

Considere o caso em que a perda existe, então o resultado do ping será como a imagem abaixo, onde há 100% de perda de pacotes porque o usuário não consegue acessar a rede wi-fi.

perda de pacote de ping

sensor de ping

# 2) Ferramenta MTR para teste de perda de pacote

Já estudamos brevemente sobre a ferramenta ping e traceroute em um dos artigos anteriores. O link é fornecido abaixo-

Deve ler => Etapas e ferramentas básicas para solução de problemas de rede

Então, vamos passar para a ferramenta MTR que combina os recursos de pings e traceroute e é usada para solucionar problemas e monitorar o desempenho da rede e os parâmetros de perda de pacotes.

Podemos executar o comando MTR a partir do prompt de comando usando MTR seguido pelo endereço IP do host de destino. Assim que executarmos o comando, ele continuará rastreando o destino, seguindo as várias rotas. Para interromper a investigação, podemos inserir a tecla q e a tecla CTRL + C.

Vamos ver como podemos analisar vários parâmetros da conectividade de rede usando esta ferramenta do exemplo abaixo e a saída de um da rede:

Teste MTR

(imagem fonte )

  • Conectividade com o nó de destino :Aqui, o rastreamento MTR mostra na saída que está alcançando o salto final do destino sem nenhuma falha, como podemos ver na imagem acima, é claro que não há problema entre a conectividade final de origem e destino.
  • Perda de pacote: Este campo indica a% de perda de pacotes em cada salto intermediário enquanto nos movemos da origem para a extremidade de destino. A perda de pacote de 0%, conforme mostrado na imagem acima, indica que não há problema, mas se mostrar alguma perda, precisamos verificar esse salto específico.
  • Tempo de ida e volta (RTT): Isso representa o tempo total gasto pelos pacotes para chegar ao destino da origem. É calculado em milissegundos e se for muito grande, significa que a distância entre os dois saltos é muito grande. Como podemos ver que a diferença de tempo RTT entre o salto 6 e o ​​salto 7 na imagem acima é enorme, porque ambos os saltos estão situados em países diferentes.
  • Desvio padrão: Este parâmetro reflete o desvio no atraso do pacote, que é calculado em milissegundos.
  • Jitter :Essa é a distorção que geralmente é observada durante a comunicação de voz na rede. A ferramenta MTR também pode avaliar a quantidade de jitter em cada nível de salto entre a origem e o destino, apenas adicionando o campo nas configurações padrão e executando o comando show jitter.

Vejamos outro exemplo em que executamos o comando MTR com algumas configurações diferentes do padrão. Aqui enviaremos pacotes a cada segundo meio sucessivo, a velocidade será muito rápida para perceber a perda de pacotes e também enviaremos 50 pacotes de dados em cada salto.

Agora, na captura de tela abaixo, podemos ver que ao aumentar a velocidade de transmissão de pacotes e enviar mais pacotes por salto, há falha de pacote no salto 1, salto 2 e salto 3 com 100% de falha de pacote no salto 2. Portanto, isso significa que há é o congestionamento da rede nesses saltos. Precisamos tomar medidas para corrigi-los.

Exemplo de teste MTR

Conclusão

Neste artigo, aprendemos os fundamentos da perda de pacotes com o motivo e os métodos para corrigi-lo em qualquer rede.

A perda de pacotes é um problema de rede muito comum que ocorre devido a problemas básicos como um problema de software do sistema, falha de cabo, etc. Também aprendemos o fato de que não pode ser neutralizado completamente, só pode ser minimizado tomando precauções e usando várias ferramentas para monitorar e testar a rede.

Também examinamos maneiras de avaliar a perda de pacotes estudando vários métodos de teste com a ajuda de capturas de tela e imagens.

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