Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Применение облачных технологий для анализа характеристик сети. Методические указания к лабораторным работам
.pdf
Объектом исследования является участок сети от PC до OneDrive, в
качестве предмета исследования используется видео, изображения или
текстовые данные. Работу студент начинает с проверки соединения с
Облачным сервисом и отсутствием посторонних программ, способных
«засорить» трафик.
Первым делом открывается командная строка и прописывается «ping
www.onedrive.com». После нажатия Enter серверу будет отправлено 4
пакета, которые должны вернуться с минимальными задержками. Если
этого не произошло, значит присутствуют неполадки сети, которые не
позволяют подключиться к серверу.
1. Этапы работы
В целом выполнение работы можно поделить на этапы:
Первый этап работы заключается в загрузке одного из трех типов
фалов: звук, видеоили текст (бригада использует только свой вид данных, в
зависимости от варианта), и перехвате передаваемого трафика до OneDrive
при помощи снифферной программы – Wireshark. Замечание: первый этап
проводится бригадами по очереди, т.к. бригаде нужен трафик одного
запроса к серверу.
Второй этап заключается в анализе своего трафика при загрузке
данных, распределении задержек, скорости передачи/приема (при загрузке
данных) и построении диаграмм вариации задержек для пакетов
максимальной/минимальной длины.
Третий этап заключается в скачивании того формата данных,
который был загружен бригадой, и перехвате передаваемого трафика от
OneDrive при помощи снифферной программы – Wireshark. Замечание:
этап проводится так же по очереди, что бы был снят трафик лишь
одного запроса к серверу.
Четвертый этап заключается в анализе скаченного трафика:
распределение задержек, скорости передачи/приема для скаченных данных,
и построении диаграмм вариации задержек для пакетов
максимальной/минимальной длины.
Пятый этап это сравнение своих полученных данных при
закачивании и скачивании каждой из бригад при одиночном обращении к
серверу.
Шестой этап. Каждая бригада одновременно включает Wireshark и
одновременно начинает скачивать ранее загруженный файл (но только свой
тип данных). Замечание: это является групповым и единовременным
обращением к серверу.
11
Седьмой этап. Каждой из бригад проводится анализ скаченного
№
бригады
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Вид
данных
видео
текст
рисунок
видео
текст
видео
рисунок
рисунок
текст
трафика при групповом обращении к серверу, как и в предыдущих пунктах,
строятся диаграммы вариации задержек для пакетов
максимальной/минимальной длины, и сравнивается с трафиком, который
был снят бригадой при одиночном обращении к серверу (этапы три и
четыре).
Восьмой этап заключается в оформлении выводов по проделанной
работе и полученным в ходе нее результатам.
Табл. 1 Варианты по бригадам
12
2. Выполнение работы
1) Пропинговать. Если не возникло проблем, убедиться, что нет
постороннего трафика, который может повлиять на качественные
характеристики сети при их оценке.
Рис. 4 «Ping»
2) Получить от преподавателя Логин/Пароль и пройти аутентификацию в
Облачном сервисе OneDrive.
Рис. 5 Аутентификация в OneDrive
13
3) Внимание: действия бригад проводятся по - очереди! После
аутентификации открывается новая страница, где необходимо загрузить
файл. Запустить программу Wireshark. Включить сессию перехвата
трафика. Для загрузки файла необходимо в верхней панели нажать
кнопку «Добавить» и в открывшемся окне выбрать необходимый файл (в
зависимости от варианта).
Рис. 6 Загрузка Файла
Так как Wireshark уже запущен и идет перехват трафика при одиночном
обращении к серверу одной из бригад, сам процесс перехвата можно
увидеть в окне программы Wireshark, или в процентном отношении
загрузки в Облачном хранилище OneDrive.
Рис. 7 Отображение процесса перехвата трафика в программе Wireshark
14
Рис. 8 Всплывающее окно при загрузке файла в Облачное хранилище
4) По завершении загрузки файла, остановить перехват трафика с помощью
кнопки «Стоп» на верхней панели программы.
Рис. 9 Завершение анализа трафика
« Сохранить как» файл в формате «Wiresharkcapturefile . pcapng».
Рис. 10 Формат pcapng
Затем открыть этот файл и пересохранить в формате CSV для
дальнейшей работы с данными в MSExcel.
Рис. 11 Формат CSV
15
5) После того как все бригады при обращении к серверу в порядки
очередности произвели перехват трафика закаченного ими типа данных,
проведем анализ производительности сети Интернет на примере
трафика, генерируемого при работе с облачным сервисом OneDrive
(используется файл формата . pcapng). Для этого:
А) Определим время реакции сервера. Определить это можно
вычитанием времени отправки запроса (времени инициализации
Wireshark=0) из времени ответа сервера (в трафике это будет
обозначается первым пакетом «ClientHello»):
(1)
Рис. 12 Определение времени реакции сервера
Т.е.
= 3,4787 - 0= 3,4787 сек
Б) Рассчитаем полезную пропускную способность сети для кадров
максимального и минимального размера в теории и на практике. Для
этого необходимо учесть различную частоту следования кадров, т.к.
чем меньше размер кадров, тем больше таких кадров будет проходить
по сети за единицу времени, перенося с собой большее количество
служебной информации.
(2)
Максимальный размер кадра Ethernet без служебной информации
составляет 1500 байт (12000 бит), минимальный - 46 байт (368 бит),
межкадровый интервал 96 бит. Так как Wireshark читает реальный
трафик вместе со служебной информацией, то учтем служебную
информацию в вычислениях.
16
Получим, что максимальный размер кадра Ethernet со служебной
.
1
f =
след кадров
T
672
6,72
100
мкс
min .
11
0,14880952 148809 /
6,72
теорет
f кадр c
Т мкс
информацией составляет 1526 байт (12208 бит), минимальный - 72
байт (576 бит), межкадровый интервал 96 бит.
Период кадра – это количество байтов от начала кадра, через
межкадровый интервал, до начала другого кадра.
Рис. 13 Период кадра
Рассчитаем период следования кадров, время передачи кадра при
скорости 100Мбит/с, и затем определим частоту следования кадров,
проходящих по сети за 1секунду для кадра минимальной длины.
(3)
Значит, кадр минимальной длины в 576 бит требует время
прохождения в 576 bt. Учтем так же межкадровый интервал:
576+96=672 bt
Т.к. скорость передачи 100 Мбит/с, то Т=
прохождения кадра минимальной длины в теории. А частота
следования кадра минимальной длины в теории:
Частота следования - это количество кадров, которое проходило по
сети за 1 сек.
-это время
Аналогично рассчитаем частоту следования кадра максимального
размера, длина которого составляет 1526 байт, при той же скорости
передачи и интервале между пакетами:
Итак, кадр максимальной длины в 12208 бит требует время
прохождения в 12208 bt. Учтем так же межкадровый интервал:
17
12208+96=12304bt
12304
123,04
100
мкс
max .
11
8127 /
123,04
теорет
f кадр c
Т мкс
Т.к. скорость передачи 100 Мбит/с, то Т=
время прохождения кадра максимальной длины в теории. А частота
следования кадра максимальной длины в теории:
Так же произвести расчет для пакетов минимальной и максимальной
длины реального трафика, округляя все до целого числа (терпеливо
по трафику найти пакеты протокола TCP максимальной и
минимальной длины, которые будут следовать после пакета
ClientHello, прибавить межкадровый интервал и произвести
вычисления).
-это
Рис. 14 Пакеты максимальной и минимальной длины в реальном
На Рис. 14 показаны пакеты максимальной и минимальной длины пакета
в реальном трафике, которые будут идти только после ClientHello и
только в формате TCP, строка светлого цвета, т.к. другие цвета
строк означают ошибки и дальнейший перезапрос пакета.
Рассчитав частоту следования кадров минимальной длины пакета в
теории, максимальной длины пакета в теории, минимальной длины
пакета реального трафика и максимальной длины пакета реального
18
трафике
трафика, получим примерно следующий вид записи (числа будут
отличаться в зависимости от загружаемого типа данных):
Минимальная длина пакета (теоретическая) – 72байта
Максимальная длина пакета (теоретическая) –1526байта
Минимальная длина пакета (по реальному трафику) – 54байта;
Максимальная длина пакета (по реальному трафику) – 1506 байт.
148809 кадр/с
8127 кадр/с
189393 кадр/с
8234 кадр/с
Теперь, зная частоту следования кадров и размер полезной
информации
в байтах, переносимой каждым кадром, нетрудно
рассчитать полезную пропускную способность сети:
Рассчитать теоретически полезную П
в Мбит/с для кадра
пол
минимальной длины 72 байт в теории. Аналогично рассчитать для
кадра максимального размера 1526 байт в теории.
Произвести расчет пропускной способности для TCP пакета
минимальной и максимальной длины по полученным данным для
реального трафика сети Интернет с применением Облачного Сервиса
OneDrive. Сравнить полученные результаты, сделать выводы по
расчетам.
Примерный вид записи:
85,71Мбит/c
99,21Мбит/c
81,81Мбит/c
99,86Мбит/c
6) Следующим параметром производительности сети Интернет для анализа
является задержка передачи. Для оценки задержки передачи (пакетов
максимальной и минимальной длины) необходимо произвести
следующие действия:
19
А) Открываем сохраненный CSVфайл в MSExcel. Выбираем в
качестве разделителя столбцов «запятую», и Excel сам распределит
информацию по колонкам. (Выделить столбец, нажать
ДанныеТекст по столбцамс разделителями, запятая)
Рис.15 Разделитель текстовых данных
Следующий шаг – добавление колонки с названием «Интервалы
между пакетами»:
Рис. 16 Добавление колонки «Интервалы между пакетами»
Для расчета интервала между пакетами необходимо все точки в
колонке Time заменить на запятые, это можно выполнить
следующим образом: выделить столбец и нажать (Ctrl+H)
Рис. 17 Замена знаков разделителя в числовых значениях
Затем в ячейке B2пишем следующую функцию:
=С3-С2,
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]