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Troubleshooting

Sauberes Netzdesign erleichtert die Fehlersuche

10. Januar 2014, 13:51 Uhr | Mathias Hein, freier Consultant in Neuburg an der Donau

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Paketverluste und Überbuchung

Paketverluste in den Netzwerken gehören zum Alltag, aber eine genaue Überwachung der verursachenden Parameter in Kombination mit einem guten Netzdesign tragen erheblich zur Stabilität der Übertragungsressourcen bei. Eigentlich muss man sich nur auf die Suche nach Jitter und fehlerhaften Paketen und eventuell nach erhöhten Latenzzeiten machen. Mit Hilfe eines gut konfigurierten Managementsystems erhält man eine schnelle Übersicht über die Vorgänge im Netzwerk und kann anhand der Diagramme die Auslastung und die meisten Fehler beurteilen. Anschließend findet man heraus aus welchem Netzsegment der Fehler kommt.

In vielen Fällen reagieren die Anwender sehr sensibel auf Paketverluste und melden diese der IT relativ schnell. Diese „störenden“ Fehler gilt es zu beseitigen. Natürlich ist die Fehlerermittlung bei vielen Netzsegmenten nicht immer leicht. Meist ist fast unmöglich jeden einzelnen Datenpfad zu untersuchen. Aus diesem Grund ist es sinnvoll für eine Sichtbarkeit der aufgetretenen Fehler zwischen den verschiedenen Segmenten des Edge-Netzwerks zu sorgen. Die Konzentration auf das Core-Netz hat den Vorteil, dass man die Überwachung auf wenige Kontrollpunkte reduzieren kann.

Oft haben Paketverluste ihre Ursache in schlechten Kabeln oder überlasteten Ports. Letztere haben oft ihren Ursprung in einem schlechten Netzdesign. Die größten Planungsfehler der Netzwerk-Ingenieure resultieren daraus, dass man sich zu sehr auf die Bandbreite konzentriert und die eigentlichen Paketverarbeitungskapazitäten der Switches und Router ignoriert. Nur weil ein Gerät über eine Gigabit-Schnittstelle verfügt, bedeutet dies noch lange nicht, dass das Gerät auch den gesamten anstehenden Datenverkehr verarbeiten kann. Aus diesem Grund muss man von jeder Komponente im Netz die ungefähren Durchsatzkapazitäten kennen. Es geht darum wie viel Pakete pro Sekunde (Line-Rate) über den jeweiligen Port übermittelt werden kann. Zu oft wird mit Bandbreite nach Performance-Problemen geworfen, anstatt sich mit deren Ursachen zu beschäftigen. Das reine Bereitstellen von Bandbreite löst nicht das Problem. Daher muss man sich auf die Paketverluste konzentrieren und überprüfen, ob ein Mangel an Bandbreite die Paketverluste tatsächlich verursacht. Überbuchte Switches und Router führen zwangsläufig zu Engpässen im Netzwerk. Eine der Ursachen für die Überbuchung ist manchmal in einer unpassenden Konfiguration des Geräts zu suchen. Auch die Backplane-Kapazität von modularen Switches und Routern beziehungsweise das Überbuchen einzelner Einschubkarten resultieren in Paketverlusten. Teilen sich beispielsweise acht Ports ein ASIC (Application-Specific-Integrated-Circuit) ist nicht davon auszugehen, dass jeder Port über die maximale Durchsatzgeschwindigkeit verfügen kann.

Außerdem kommt es beim Durchsatz auf die Paketgröße an. Besonders im Bereich der WANs haben die Telekommunikationsanbieter ihre eigene Sichtweise zu Paketgrößen und Datendurchsätzen. Rein rechnerisch kann sich die gleiche Bandbreite ergeben, wenn wenige große oder viele kleine Datenpakete übertragen werden. Diese rechnerische Gleichsetzung kann aber in der praktischen Anwendung mit konkreten Produkten große Unterschiede erzeugen. Die Belastung und damit auch die Höchstlast von Koppelkomponenten wird von der Anzahl der Pakete und nicht von deren Größe bestimmt. Je mehr Datenpakete pro Sekunde übertragen werden müssen, um so stärker wird ein Switch oder Router belastet. Die Aussage, dass die vorhandenen Netzkomponenten die vereinbarte Bandbreite liefern, ist darum nicht ausreichend. Es muss sichergestellt sein, dass die Switche und Router diese Bandbreite auch mit den für beispielsweise VoIP-typischen, kleineren Paketgrößen ( ~ 100 bis 200 Byte) realisieren können

Im laufe der Zeit wird sich jedoch immer wieder herausstellen, dass irgendeine Komponente im Netzwerk zu langsam ist. Angesichts dieser Unausweichlichkeit muss im Netzsystem ein Überwachungswerkzeug installiert sein, welches vorherzusagt, wo Engpass auftreten bevor diese Auswirkungen auf die Netz-Performance haben.