Geschrieben von Timur Özcan - Erstellt: 17. November 2016

 

Ein Microburst ist eine lokale und plötzlich auftretende Fallbö (Downdraft) innerhalb eines Gewitters, die in der Regel einen Durchmesser von 4 km besitzt, was meistens jedoch viel geringer ist. Mikrobrüche können zu erheblichen Schäden an der Oberfläche führen und in einigen Fällen sogar lebensbedrohlich sein.

In Computernetzwerken wird ein Microburst als kurzzeitiger Andrang von Daten definiert, der typischerweise nur Millisekunden dauert, was jedoch die Verbindung überlastet (Ethernet, Gigabit, 10 Gigabit usw.). Ein Mikroburst ist ein ernsthaftes Bedenken für jedes Netzwerk, denn auch eine kurzfristige Überlastung des Netzwerks bedeutet, dass einige Benutzer keinen Zugriff auf das Netzwerk haben werden. Da der Industriestandard für die Messung der Netzwerknutzung in Bit pro Sekunde (bps) angezeigt wird, bleiben Mikrobursts oft unentdeckt, weil sie im Verlauf der Messung ausgeglichen werden. In den meisten Fällen melden herkömmliche Netzwerküberwachungssysteme eine solche Überlastung nicht, weil diese nicht mehr als eine volle Sekunde vorhanden sind. Die Erfahrung des Endbenutzers kann deutlich eingeschränkt werden, wenn zu viel Netzwerkverkehr aufkommt oder Leistungsengpässe entstehen, die durch einen langsamen Datendurchlauf oder Verbindungsausfall verursacht wurden.

Um einen Microburst zu identifizieren, ist eine genaue Messung des Netzwerkverkehrs auf einem Link mit einer Mikrosekunden-Granularität sowie eine Visualisierung in Millisekunden erforderlich. Hier ist ein praktisches Beispiel für die Identifizierung eines Microbursts.

In diesem Beispiel befindet sich der Messpunkt auf einem TAP, der in einen 10-Gbit/s Link einer Rechenzentrumsverbindung eingefügt wird. Wir haben 45 Sekunden des Netzwerkverkehrs mit einem Savvius Omnipliance TL gemessen. Das Expertensystem von Omnipeek alarmiert sofort auf Unregelmäßigkeiten auf den OSI-Schichten 2 bis 7. Diese Warnungen können auf der Basis einer der verfügbaren Spalten sortiert werden, z. B. durch Anzahl, Schichten usw. In diesem Fall sortieren wir nach Anzahl und sind dadurch in der Lage TCP-Wiederübertragungen, "Nicht reagierende" Peer Alerts, langsame Bestätigungen usw.

 

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 Abbildung 1: Omnipeek Expertensystem mit Strömungen, kategorisiert nach Protokollen/Anwendungen und Expertenereignissen, die nach Anzahl der Vorkommen sortiert wurden.

 


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Abbildung 2: Eine Grafik der Gesamtauslastung mit sekundengenauer Auflösung zusammen mit den meistgenutzten Anwendungen.

 

Wenn die Netzwerkauslastung unter Verwendung der typischen bps dargestellt wird, wie dies in Bild 2 der Fall ist, dann beträgt die maximale Vollduplex Spitze 2,54 Gbit/s, was bei einer Verbindung mit 10-Gbit/s und einer Vollduplexkapazität von 20 Gbps als nicht besorgniserregend gilt (senden und empfangen - 10 Gbit/s in jede Richtung).

Eine Sache, die wir in der Zusammenfassung des Compass Expert Events bemerkt haben, ist, dass es eine ziemlich große Anzahl von Ereignissen gibt, die mit langsamen Netzwerkproblemen in Verbindung stehen, insbesondere bei einer Messung von 45 Sekunden. Compass kann das Auftreten von Expert Events grafisch darstellen, wodurch deutlich wird, dass es eine Gemeinsamkeit in dem Neigungsverhältnis zwischen Expert Events und der gesamten Netzwerkauslastung gibt:

 

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 Abbildung 3: Die Compass-Funktion von Omnipeek kann das Vorkommen von Expert Events darstellen.

 

Da die Anzahl von langsamen Netzwerkereignissen recht umfangreich ist, lassen Sie uns zurück zum Nutzungsdiagramm gehen, um die Spitzen etwas näher zu untersuchen. Wir können eine tiefer gehende Analyse durchführen, um dadurch eine Detailgenauigkeit in Millisekunden zu sehen, wobei wir mehrere Spitzen mit bis zu 9.845 Mbit pro Millisekunde feststellen konnten. Umgerechnet auf Sekunden (einfach multipliziert mit 1000), wäre dies 9.845 Gbps, und sollte dies in eine Richtung verlaufen, dann wird dies unseren 10 Gig Link vollständig auslasten.



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 Abbildung 4: Netzauslastung in Millisekunden-Granularität mit mehreren Spitzen von bis zu 10 Mbit pro Millisekunde

 

Interessanterweise wurde in Abbildung 4 das obere Protokoll in CIFS umgewandelt. Was ist also passiert?

 

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Abbildung 5: Die übliche Ausnutzung durch TCP-Verkehr ist in Lila dargestellt, wohingegen die CIFS-Spitzen braun gekennzeichnet wurden.

 

Bei einer normalen Ausnutzung von bis zu 6 Mbit pro Millisekunde an TCP-Verkehr, können CIFS-Spitzen von bis zu 6 Mbit pro Millisekunde die Ausnutzung sogar auf 12 Mbit pro Millisekunde steigern, was die Kapazität eines 10 Gbit/s Links in eine Richtung gänzlich übersteigt. In einer solchen Situation sind die Switches nicht mehr in der Lage den Datenverkehr zu puffern, bis die Bursts verschwunden sind, was dazu führt, dass Pakete verloren gehen und letztendlich TCP-Neuübertragungen verursacht werden, was die Expert Events eindeutig darlegen. Savvius Omnipeek bietet eine sehr intuitive und kostengünstige Möglichkeit, um zu überprüfen, ob tatsächlich Mikrobursts in Ihrem Netzwerk auftreten, aber auch wann, wo und wie sehr die Netzwerkleistung darunter leidet. Wenn Sie noch heute eine kostenlose und 30-tägige Testversion von Omnipeek ausprobieren möchten, dann besuchen Sie einfach unsere Webseite.

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