Murilo Vetter Equipe MonIPÊ

Apresentação em tema: "Murilo Vetter Equipe MonIPÊ"— Transcrição da apresentação:

1 Murilo Vetter Equipe MonIPÊ
O Serviço Experimental MonIPÊ Matrizes de Medição e avaliação dos resultados de medições ativas Murilo Vetter Equipe MonIPÊ

2 Agenda Matrizes de Medição Avaliação de resultados Ferramentas
Métricas selecionadas Testes Regulares Ferramentas Parâmetros de medições Matriz de medições Testes sob Demanda Na última milha Avaliação de resultados Gráficos CACTISonar Resultados Análises de eventos Conclusões

3 Matrizes de Medição

4 Variação do atraso em um sentido e perdas em um sentido
Métricas Atraso em um sentido Detecção de sintomas de congestionamento Medição de alta precisão, Validar aplicação na rede (ex: VoIP, Vídeo)‏ Variação do atraso em um sentido e perdas em um sentido Predição de desempenho de aplicações sensíveis a variação do atraso (VoIP)‏ 4

5 Métricas Derivadas MOS
Métricas II Largura de banda alcançável (TCP/UDP)‏ Certificação do enlace contratado, Dimensionamento de aplicações, Simulação e aplicação rodando na rede Métricas Derivadas MOS Métrica subjetiva para avaliar capacidade da rede para suportar VoIP Estimativa do valor através de parâmetros da rede (atraso, variação do atraso e perdas)‏ 5

6 Classificação dos Testes
Testes Regulares Realizados periodicamente Configuração fixa Utiliza a malha de medição e parâmetros “fixos” Utilizado para simulação do comportamento de aplicações Análise de tendências da rede Testes sob Demanda Usuários autorizados Utilizado para certificação de enlaces entre PoPs e instituições Obtenção de resultados em tempo real Usuários em geral Utilizado para medição da última milha 6

7 Ferramentas e Métricas
Testes Regulares Ambiente de medições CACTISonar, perfSONAR CL-MP e perfSONAR MA Ferramentas e Métricas OWAMP Medição do atraso em um sentido Perdas em um sentido Cálculo da variação do atraso Cálculo do MOS Outras métricas derivadas BWCTL Largura de banda alcançável em TCP Largura de banda alcançável em UDP 7

8 Testes Regulares – Malha de medição
8

9 Testes Regulares - OWAMP
Parâmetros de medição – OWAMP (Full Mesh)‏ O propósito da malha de medição (full mesh) é ter uma visão geral do estado da rede identificando individualmente o estado da comunicação entre todos os PoPs Periodicidade De 5 em 5 minutos Pacotes de teste: 10 pacotes por fluxo de teste Tamanho do pacote: 42 Bytes 20 Bytes: IP 8 Bytes: UDP 14 Bytes: Payload Intervalo entre pacotes de teste: 10 pacotes por segundo Largura de banda para medição: ~3,36Kbps por fluxo Impacto na rede: Desprezível 9

10 Testes Regulares - OWAMP
Malha de medição rede IPÊ – OWAMP (Full Mesh)‏ Medição entre os PoPs (Full Mesh) Instituições medem com o PoP diretamente conectado Um ciclo de medição a cada 5 minutos 289 medições por ciclo Agendamento: CACTISonar MA Central - Escalamento: CL-MP 10

11 Testes Regulares – OWAMP (2)‏
Simulação de fluxo de voz – g.711 O objetivo desta medição periódica é obter indicadores de desempenho da rede na presença de tráfego de voz utilizando o codec g.711 Protocolo: UDP Periodicidade: De 60 em 60 minutos Duração do teste: 3 minutos PPS: 50 Tamanho do pacote: 200 Bytes 20 Bytes – cabeçalho IP 8 Bytes – UDP 12 Bytes – RTP 160 Bytes - Payload Consumo de banda: 80Kbps por fluxo Impacto na rede: Baixo 11

12 Testes Regulares – OWAMP (3)‏
Malha de medição rede IPÊ – Simulação Fluxo g.711 Fluxos com origem e destino em Brasília Um ciclo de medição de 3 minutos a cada 60 minutos 34 medições por ciclo Agendamento: CACTISonar MA Central - Escalamento: CL-MP Armazenamento: MA-SQL 12

13 Testes Regulares – OWAMP (7)‏
Simulação de fluxo de voz – g.729 O objetivo desta medição periódica é obter indicadores de desempenho da rede na presença de tráfego de voz utilizando o codec g.729. Protocolo: UDP Periodicidade: De 30 em 30 minutos Duração do teste: 3 minutos PPS: 50 Tamanho do pacote: 60 Bytes 20 Bytes – cabeçalho IP 8 Bytes – UDP 12 Bytes – RTP 28 Bytes - Payload Consumo de banda: 24 Kbps Impacto na rede: Baixo 13

14 Testes Regulares – OWAMP (8)‏
Malha de medição rede IPÊ – Simulação Fluxo g.729 Fluxos com origem e destino em Brasília Um ciclo de medição de 3 minutos a cada 30 minutos 34 medições por ciclo Agendamento: CACTISonar MA Central - Escalamento: CL-MP Armazenamento: MA-SQL 14

15 Testes Regulares – Bwctl
Parâmetros de medição BWCTL – Medição TCP Esta medição tem como objetivo identificar a largura de banda alcançável entre dois pontos finais. Periodicidade De 60 em 60 minutos Duração do teste 10 segundos Tamanho da janela TCP Otimizada pelo BDP Consumo de banda: Deve utilizar toda a banda disponível até o limite da capacidade da interface Impacto na rede: Baixo Semelhante a um FTP 15

16 Testes Regulares – Bwctl (2)‏
Malha de medição rede IPÊ – Largura de banda alcançável - BWCTL - TCP Um ciclo de medição a cada 60 minutos 40 medições por ciclo Agendamento: CACTISonar Escalamento: CL-MP Armazenamento: MA-SQL 16

17 Testes sob Demanda As medições sob demanda são utilizadas para avaliar instantaneamente o estado da rede. O objetivo deste tipo de medição é permitir aos usuários autorizados realizarem medições não contempladas pelas medições regulares. Este tipo de medição tem como objetivo descobrir a capacidade de um enlace ou uma conexão fim-a-fim em escoar um determinado tipo de tráfego. Avaliar com mais profundidade um problema de desempenho na rede. 17

18 Testes sob Demanda Certificação de enlaces em tempo real (UDP)‏
Ambiente ICE, perfSONAR/CL-MP Ferramenta: BWCTL - UDP Finalidade Certificação de desempenho/capacidade de enlaces Tipo de usuário Usuários autorizados Parâmetros de medição Largura de banda: Configurável Tamanho do pacote: 1500 Bytes Largura de banda para medição: Configurável Impacto na rede: Pode ser Alto 18

19 Testes sob Demanda Certificação de enlaces em tempo real (TCP)‏
Ambiente ICE, perfSONAR CL-MP Ferramenta BWCTL - TCP Finalidade: Certificação de desempenho/capacidade de enlaces Tipo de usuário Usuários autorizados Parâmetros de medição Duração do teste: Configurável pelo usuário Tamanho da janela TCP: Otimizada pelo BDP Largura de banda para medição: Deve utilizar toda a banda disponível até o limite da capacidade das interfaces Impacto na rede: Depende do tempo, porém usa TCP e se adapta Semelhante ao FTP 19

20 Testes sob Demanda Ambiente Parâmetros de medição - OWAMP
Atraso e perdas em um sentido Ambiente ICE, perfSONAR CL-MP Ferramenta OWAMP Finalidade Verificação de qualidade do enlace em tempo real Tipo de usuário Usuários autorizados Métricas Atraso unidirecional e perdas Parâmetros de medição - OWAMP Pacotes de teste: 10 pacotes por teste ou Configurável Tamanho do pacote: 42 Bytes ( ) ou Configurável Intervalo entre pacotes de teste: 10 pacotes por segundo ou Configurável Largura de banda para medição: ~3,36Kbps ou Configurável Impacto na rede: Desprezível por padrão (Pode ser alto)‏ 20

21 Testes sob Demanda Ambiente de medição Métricas Parâmetros de medição
Desempenho da última milha Ambiente de medição Network Diagnostic Tool (NDT) - Servidores Cliente WEB na estação do usuário final Métricas Largura de banda alcançável em TCP Parâmetros de medição Duração 10 segundos – cliente para servidor 10 segundos – servidor para cliente Consumo de banda Deve utilizar toda a banda disponível até o limite da capacidade da interface de menor capacidade Impacto na rede: Baixo Semelhante a um FTP 21

22 Avaliação de resultados

23 Gráficos CACTISonar Representação dos gráficos Gráficos do CACTISonar são em formato RRD semelhante aos gráficos da infraestrutura do CACTI. Em cada gráfico, são correlacionados dados incomuns que representam tipos de informações pertinentes. Um arquivo em RRD armazena informações de um ou mais diferentes tipos de gráficos. Existem gráficos que são derivados de métricas previamente obtidas, realizando a correlação entre elas (ex. MOS)‏ O CACTISonar mapeia cada ferramenta de linha de comando do CL-MP para um arquivo RRD diferente, coletando as métricas pertinentes a cada ferramenta.

24 Gráficos CACTISonar II
Tipos de gráficos Ferramenta: ping Atraso Bidirecional Variação do Atraso Bidirecional Pacotes Percentis MOS Ferramenta: owamp * Atraso Unidirecional Variação do Atraso Unidirecional Sincronização de Relógio Erro de Temporização Hops * Gráficos utilizados até o momento pelo Monipê

25 Gráficos CACTISonar III
Tipos de gráficos Ferramenta: bwctl (tcp) * Vazão Pacotes Banda Transmitida Janela Ferramenta: bwctl (udp)‏ Perda Buffer Datagramas Jitter Acumulado * Gráficos utilizados até o momento pelo Monipê

26 Atraso Unidirecional Este gráfico mostra o atraso unidirecional entre dois Pontos Medição em milisegundos (ms)‏ Valores: Mínimo, Médio, Mediana, Máximo

27 Variação do atraso Basicamente é a diferença do tempo de chegada entre pacotes Não é sensível a precisão de relógio Medido em MS | (Gráfico geralmente mostra em m (ms), microsegundos)‏ Valores no gráfico Variação do atraso Desvio padrão

28 Atraso - Percentis Um percentil é o valor de uma variável abaixo do qual uma determinada porcentagem de observações se encontra. Então o 25o percentil é o valor (ou escore), abaixo dos quais 25 por cento das observações podem ser encontrados Considerando a média do atraso p25 – 25% Dos valores medidos para atraso e tem valor inferior a 2,20 MS P50 – 50% Dos valores medidos para o atraso tem valor inferior a 2,22 MS

29 Apresenta percentual de OWD Loss: Pacotes perdidos
OWD Dup: Pacotes duplicados OWD Reord: Pacotes fora de ordem

30 Mean Opinion Score Nível / Escala 5 excelente 4 bom 3 Médio 2 Ruim
MOS Mean Opinion Score Nível / Escala 5 excelente 4 bom 3 Médio 2 Ruim 1 péssimo

31 Número de roteadores no caminho fim-a-fim
HOP Número de roteadores no caminho fim-a-fim Permite verificar mudanças de topologia Caminhos assimétricos

32 Clock Sync Mostra se o testes OWAMP foi realizado com o host sincronizado através do NTP

33 Time error Apresenta o erro em segundos dos dois hosts finais envolvidos na medição SC: ST1 (GPS)‏ PR: ST2 (Fonte Interna via NTP)‏

34 BWCTL - Bandwidth Estimativa da largura alcançável Medida em bps / Mbps O gráfico apresenta somente um sentido da medição

35 BWCTL - Transmitted Estimativa da banda transmitida Medida em bytes / Mbytes O gráfico apresenta somente um sentido da medição

36 BWCTL - Packet MTU - Unidade Máxima de Transmissão
MTU descreve o tamanho máximo de um pacote IP que pode ser transferido sobre um link sem fragmentação 1500 bytes (Ethernet, WLAN)‏ 9000 ou mais Bytes (Jumbo Frame, se ativo)‏ MSS - Maximum Segment Size Genericamente: MTU – ( IP + TCP Headers) = ( ) = 1460

37 BWCTL - Window Tamanho da Janela TCP Medido em Bytes Relação com o BDP

38 O que é possível ser visualizado?
Alteração de topologia através da queda de enlaces da análise do número de hops de um enlace Qualidade da voz nos enlaces Através do MOS Atraso, perdas, capacidade do menor enlace Vazão

39 Quais problemas afetam as medições?
Relógios não sincronizados ou com baixa exatidão no sincronismo Enlaces congestionados Disponibilidade Enlaces Infra-estrutura de medições: MPs, MA, CactiSonar, etc.. BDP Firewall entre os Pontos de Medição Ferramentas de medição mal configuradas

40 Vazão TCP A vazão em TCP está diretamente ligada a Atraso
Perda de Pacotes Tamanho de Buffer da Janela Congestionamento Ajustes na janela através do BDP devem ser realizados para maximizar a vazão em TCP

41 MOS MOS está diretamente ligada a Atraso Perda de Pacotes
Variação do atraso

42 Categorias de Enlaces Categorias de Enlaces dos PoPs
Enlaces entre 1Gbps e 10Gbps RS, SC, PR, SP, RJ, BA, PE, CE, MG, DF Enlaces entre 100Mbps e 155Mbps MT, PA, RN, ES Enlaces de 6 a 20Mbps - Terrestre AM, AC Enlaces de 4 e 6Mbps - Satélite RR, AP

43 Resultado das Medições
Categorias de Enlaces dos PoPs Enlaces entre 1Gbps e 10Gbps RS, SC, PR, SP, RJ, BA, PE, CE, MG, DF Enlaces não congestionados Enlaces de alta capacidade de transmissão OWD Estável (Atraso Unidirecional)‏ Baixa ou quase nenhuma perda de pacotes MOS Muito bom Vazão TCP Limitada pelo BDP Bom sincronismo através da rede ( Jitter <0,02ms)‏ Atraso baixo e mantém correlação com a distância entre os PoPs Variação do atraso dentro do esperado

44 Resultado das Medições II
Categorias de Enlaces dos PoPs Enlaces entre 100Mbps e 155Mbps Alguns Enlaces congestionados PA pelo menos em um sentido MT está OK OWD Não Estável Relativa perdas de pacotes MOS razoável (RNP → PA)‏ Baixa Vazão Sincronismo NTP ruim (links congestionados)‏

45 Resultado das Medições III
Categorias de Enlaces dos PoPs Enlaces de 6 a 20Mbps - Terrestre AM, AC Enlaces congestionados Enlaces de baixa capacidade OWD Variável Alta perdas de pacotes no sentido do PoP para o Núcleo da rede MOS (não é possível analisar pelos gráficos) Baixa vazão (~ 650kbps/150kbps horário Pico e não congestionado)‏ Sincronismo NTP via rede ruim Médio Atraso Variação do atraso médio e constante

46 Resultado das Medições IV
Categorias de Enlaces dos PoPs Enlaces de 4 e 6Mbps - Satélite Enlaces congestionados Elevada perdas de pacotes MOS razoável ( RNP → PA)‏ Baixa Vazão Sincronismo NTP ruim (links congestionados)‏ Elevado tempo de propagação OWD > 250ms causado pelo enlace via satélite

47 PA → SC Atraso Unidirecional X Variação de Atraso Unidirecional

48 SC → PA Atraso Unidirecional X Variação de Atraso Unidirecional II

49 SC → PA Fonte Sincronismo SC – ST1 (GPS)‏ PA – ST2
Atraso Unidirecional X Variação de Atraso Unidirecional II Fonte Sincronismo SC – ST1 (GPS)‏ PA – ST2

50 SC → PA Banda X Atraso Unidirecional X Variação de Atraso Unidirecional

51 ??? Porque baixa vazão se existe banda no sentido PA -> RJ
Vazão TCP: PA → RJ Banda X Vazão Porque baixa vazão se existe banda no sentido PA -> RJ ???

52 Vazão RS → SC (09/10/2008)‏ Evento: enlace SC – RS Fora Hops
Enlace Fora do Ar Evento: enlace SC – RS Fora Hops Mps – Links PoPs SC 1Gbps RS 100Mbps * * Instalação Provisória OWD

53 VoIP MOS: PA (102M) – SC (2,5G)‏
Qualidade de Voz através da análise do MOS SC - PA PA - SC RJ - PA

54 VoIP MOS: AM (20M) – SC (2,5G)‏
Qualidade de Voz através da análise do MOS II SC - AM AM - SC AM - SP

55 VoIP MOS: AC (6M) – SC (2,5G)‏
Qualidade de Voz através da análise do MOS III SC - AC AC - SC

56 VoIP MOS: AC (6M) – SC (2,5G)‏
Qualidade de Voz através da análise do MOS III SC - AC AC - SC

57 VoIP MOS: AC (6M) – SC (2,5G)‏
Qualidade de Voz através da análise do MOS III AC - SC SC - AC

58 VoIP MOS: AC (6M) – SC (2,5G)‏ II
Qualidade de Voz através da análise do MOS III AC - SC SC - AC

59 Vazão TCP SC  RS =2,5Gbps SC PR = 2,5Gbps Vazão muito diferente

60 Panorama geral da rede

61 Panorama geral da rede

62 Panorama geral da rede

63 Conclusões Matrizes são dimensionadas para:
Possibilitar uma visão geral da saúde da rede Emular o comportamento de aplicações Categorizações específicas dos enlaces Eventos podem ser visualizados pelas medições

64 Obrigado Dúvidas/Sugestões Murilo Vetter Equipe MonIPÊ monipe-sc@npd
Obrigado Dúvidas/Sugestões Murilo Vetter Equipe MonIPÊ