QoS-Monitoring Tools

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Lehrstuhl Netzarchitekturen und Netzdienste
Institut für Informatik
Technische Universität München
QoS-Monitoring Tools
a State of the Art Analysis
Christoph Holter
Übersicht
1.
2.
3.
4.
Was ist QoS
Wichtige QoS-Metriken
Methoden
Vorstellung verschiedener Tools
1.
2.
5.
IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
QoS-Monitoring Tools: a State of the Art Analysis
2
Was ist QoS?


QoS = Quality of Service, deutsch: Dienstgüte
Problem: Steigende Netzlast durch IP-Dienste
 VoIP
 Video-Konferenzen
 Industrielle Anwendungen


Live-Dienste fordern niedrige Latenz
Lösung: Beobachtung und Optimierung von Netzwerk und Traffic
 Priorisierung zeitkritischer Pakete
 Priorisierung von Verbindungen
3
Übersicht
1.
2.
3.
4.
Was ist QoS
Methoden
1.
2.
5.
IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
4
Wichtige QoS-Metriken - Latenzzeit



Zeit eines Pakets zwischen Sender und Empfänger
RTT = Zeit vom Sender zum Empfänger und zurück zum Sender
3 Komponenten
 Serialisierungszeit
 Ausbreitungsverzögerung
 Wartezeit

Zusammenhang Bandbreite – Latenz:
5
Wichtige QoS-Metriken - Jitter



Deutsch: Schwankung, Fluktuation
Abweichung der Latenz
Beispiel: VoIP-Datenstrom:





Sender: sendet alle 20ms Paket
Empfänger: erwartet alle 20ms neues Paket
Latenzschwankung im Netzwerk => Paket wird 2ms später empfangen
Ergebnis: Sprachverzerrung
Ursachen
 Überlastung (Router, Firewall, Sende-, Empfängersystem)
 Lastverteilung, Routenänderung
 „Bursty-Traffic“ (Plötzlicher Traffic-Anstieg)
6
Wichtige QoS-Metriken - Paketverlust


Anzahl der Pakete, die verworfen werden
Ursachen:




Überlastung
Überschreitung TTL
Ziel unerreichbar
Fehler des Übertragungsmediums
7
Übersicht
1.
2.
3.
4.
Was ist QoS
Methoden
1.
2.
5.
IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
8
Methoden – Aktiv vs. Passiv

Aktiv:
 Erzeugung von Traffic
 Versendung spez. Probe-Pakete
 Häufig Messung zw. 2 Punkten

Passiv
 Analyse von bestehendem Traffic
 Verteilte Analyse an mehreren Messpunkten
 Erfordert „zentrale“ Messpunkte
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Übersicht
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4.
Was ist QoS
Methoden
1.
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5.
IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
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Technologie - IPFIX


Software-Schnittstelle
Stellt die Informationen über Datenfluss an Routern bereit, z.B.
 Byte/Paketzähler
 Quell/Ziel IPs und Ports
 Protokolltyp (TCP, UDP, ICMP, etc.)



Collector sammelt Daten von mehreren Agents
Passives Verfahren
Ursprünglich Cisco-Entwicklung, jetzt offener Standard
11
Tools – Live Action





Traffic-Analyse an jedem Router
Ermöglicht Visualisierung und Klassifizierung von „Flows“ zwischen
Netzwerkgeräten
Zertifiziert von Cisco
Unterstützt auch einige andere Hersteller
Zentrale Konfiguration von allen Cisco-Routern im Netzwerk
12
Tools – Live Action
13
Tools – weitere IPFIX-Tools


SolarWinds NetFlow Traffic Analyser
Argus
 Open Source
 Zusätzlich: eigene Client-Software zu Probing
 Anonymisierung von Payload, Ports, IPs (nur Host-Anteil)








F.L.A.V.I.O
flowd
FlowScan
SiLK
IBM Aurora
NetFlow Tracker
IsarFlow
usw.
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Übersicht
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4.
Was ist QoS
Methoden
1.
2.
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IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
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Technologie - SNMP




Simple Network Management Protocol
Zustandsüberwachung aller netzwerkfähiger Geräte
Abfrage von System-Informationen (z.B. Temperatur, CPU-Last, etc.)
Abfrage von Interface-Informationen







Anzahl Ein/Ausgehende Pakete
Paketfehler
Verworfene Pakete
IP-Adressen
Setzen und Fernsteuern von Parametern
Agent-Collector-Prinzip
Clients unter Linux und Windows vorhanden
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Tools – Paessler PRTG




Eigene SNMP-Clients
Überwachung multipler Parameter
Visualisierung in Anwendung und Web-Frontend
Bis zu 20.000 Parameter überwachbar
17
Tools – weitere SNMP Tools

Axence nVision
 Primär Hardware-Überwachung
 Netzwerk-Monitoring als Zusatzfunktion
 Schnittstellen-spezifische Überwachung von Routern und Switches

PowerSNMP Free Manager
 Freeware
 Überwachung aller SNMP-Parameter
 Kein spezielles QoS-Tool



ManageEngine SNMP Monitor
SNMPView
GFI-MAX RemoteManagement
18
Technologien – lokale Traffic Analyzer



Werten lokalen Traffic aus
Kein verteiltes System, nur lokale Daten
Aktiv und Passiv möglich
19
Tools - Smokeping





Aktives Traffic-Tool
Versendet „Probes“ mit verschiedenen Protokollen (ICMP, SMTP,
DNS, etc.)
Erweiterbar durch Visualisierungs- und Messplugins
Web-Frontend
Open Source, geschrieben in Perl
20
Tools - Wireshark



Primär: Sniffer
Open-Source
Erstellt Statistiken und Analysen auf Daten







Anz. Verbindungen
Protokollverteilung
Durchsatzgraphen
u.v.m.
Erstellung diverser Filter
Live-Analyse möglich
Skriptbar (tshark)
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Übersicht
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3.
4.
Was ist QoS
Methoden
1.
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5.
IPFIX-basiert
Traffic-basiert
Bewertung und Fazit
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Bewertung und Fazit




Primär kommerziell
Aber: mächtige kostenlose Software existiert
Datenschutz & Anonymisierung weitestgehend unbeachtet
Auswahl des „richtigen“ Tools sehr schwierig
23
Danke für die Aufmerksamkeit!
Fragen?
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Abbildungen & Quellen

Abbildungen








Folie 5: TecChannel http://www.tecchannel.de/netzwerk/lan/402420/netzwerk_basiswissen_teil_1/index8.html
Folie 9: Grafik selbst erstellt
Folie 11: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Netflow_architecture_en.svg
Folie 12 -14: LiveAction http://liveaction.com/specifications
Folie 18: Paessler PRTG
http://cdn.paessler.com/media/scales/wide/common/files/screenshots/bandwidth_check_header_sniffer.png
Folie 17: Smokeping http://oss.oetiker.ch/smokeping-demo/?target=Customers.OP
Folie 22: http://www.nps-llc.com/wp/wp-content/uploads/2013/04/icon-WireShark.png
Quellen
 http://www.tecchannel.de/netzwerk/lan/402420/netzwerk_basiswissen_teil_
1/
 http://www.crn.de/netzwerke-tk/artikel-84415.html
 http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse567-06/ftp/net_traffic_monitors3.pdf
 http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse567-06/ftp/net_traffic_monitors2.pdf
 http://www.cisco.com/c/en/us/products/ios-nx-os-software/quality-ofservice-qos/index.html
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