Testing and troubleshooting with passive network measurements

Abstract

Tämä diplomityö jakautuu kahteen osaan: kirjallisuuskatsaukseen ja empiiriseen osioon. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellään passiivisissa mittauksissa testaamiseen ja ongelmanratkaisuun nykyään käytettäviä tekniikoita ja metodeita. Empiirisessä osiossa mitataan kahta reaalimaailman verkkoa ja verkkokomponenttia. Ensimmäisessä esimerkissä selvitetään palveluhotellin tietoliikenneverkon ongelmia ja toisessa testataan yksittäisen tietoliikennelaitteen verkko-ominaisuuksia.

Passiivisten mittausten mittaustekniikka on pohjimmiltaan pysynyt samana, ainoastaan uudet linkkiteknologiat ja -nopeudet ovat uudistaneet sitä. Nykyaikaisilla kotitietokoneilla voidaan hoitaa joitakin päästä päähän -tyyppisiä mittauksia vaivattomasti. Mittauksiin ja tulosten analysointiin liittyvien metodien kehittymisen, uudistamisen ja lisääntymisen myötä asioita voidaan nykyään mitata helpommin, luotettavammin ja vähemmän mittaustiedon varassa.

Tietoverkko-ongelmien syiden etsimiseen tarkoitettujen mallien sopivuus riippuu tapauksesta, esimerkiksi poissulkevaa mallia käytettiin pääasiassa palveluhotelliesimerkissä.

Suurimpana ongelmana teollisuus-PC:itä käytettäessä passiivisiin mittauksiin on yhä edelleen tarpeeksi tarkan ajan saaminen. Lisäksi 1 Gbit/s ja sitä suurempien linjanopeuksien täysi talteenottaminen on yhä ongelmallista. Passiivinen pakettimittaus on tehokas, mutta välillä melko hidas tapa verkko-ongelmien selvittämiseksi ja verkkolaitteiden testaamiseksi.

This thesis is divided into two parts. In the theory part, the state-of-the-art of passive measurement methods and mechanisms are presented with particular regard to testing and troubleshooting. Secondly, a real world network and network device are measured. The first measurements concentrate on the troubleshooting in a network of the service hotel. The second case's tests cover the network properties of a single network device.

It is found that the fundamental measuring techniques of passive monitoring have remained unchanged, only the link speeds and technologies have renewed it. With modern home computing comes the possibility of doing end-to-end measurements easily. There are new amended methods to measure things easier, more reliably, and requiring smaller amounts of captured data.

Troubleshooting the networks does not need to be done just by searching reasons for problems randomly. In the network troubleshooting the suitable model depends on a case. In Case I "A Service Hotel Network" the exclusion model was used partly for searching reasons for problems.

The largest problem still remains in time-related multipoint measurements: the availability of cost effective accurate clock synchronization methods for PCs. In addition, capturing data fully from the link speed of 1 Gbit/s and more, is still a problem. Passive packet monitoring is a powerful – yet sometimes quite slow – way for troubleshooting and testing network devices.