Työkaluja verkon suorituskyvyn testaukseen

Funet PERT LiveCD on Funet-organisaatioiden tietoliikenteestä vastaaville tukihenkilöille jaettava boottaava Linux-CD, jonka avulla voi selvitellä verkko- ja suorituskykyongelmia. LiveCD:ltä löytyvät tärkeimmät verkko- ja suorituskykyongelmien selvittelyyn tarvittavat työkalut.

LiveCD:llä on valmiina joukko testejä, joiden avulla voi tutkia verkon toimivuutta ja suorituskykyä. Testien suorittaminen onnistuu helposti myös ilman Linux-kokemusta. Tarvittaessa testaus onnistuu myös toiseen suuntaan eli Funetin PERT-asiantuntijat voivat käyttäjän suostumuksella ottaa SSH-yhteyden LiveCD-koneeseen ongelmien selvittelemiseksi.

LiveCD:llä voi myös selailla Internetin WWW-sivuja ja katsella Funet-Antennin tarjoamia TV-lähetyksiä. Levylle on asennettu täysin toimivat versiot Mozilla Firefox-selaimesta ja VLC-mediatoistimesta.

LiveCD:n käyttäminen vaatii ainoastaan että tietokone käynnistetään CD:ltä. LiveCD ei asenna tietokoneelle mitään, joten esimerkiksi olemassa oleva Windows-asennus ei häiriinny LiveCD:n käytöstä. Tietokoneen kovalevylle ei asenneta ohjelmia tai tallenneta mitään tietoja. Kaikki LiveCD:lle tehdyt muutokset häviävät kun tietokone käynnistetään uudelleen. Tietoja voi kuitenkin tallentaa tarvittaessa pysyvästi muun muassa USB-muistitikulle tai tietokoneen kovalevylle.

LiveCD:n ISO-levykuvan voi ladata Funetin asiakassivuilta:

https://info.funet.fi//verkko/netperf/livecd/ (vaatii käyttäjätunnuksen).
Iperf on työkalu, jolla voi mitata maksimaalista TCP ja UDP siirtonopeutta. Iperfin avulla voi myös säätää erilaisia tietoliikenneparametreja ja UDP yhteyden ominaisuuksia. Iperf kertoo siirtonopeuden, siirtoviiveen vaihtelut ja hukattujen pakettien määrän.

CSC ylläpitää omaa iperf.funet.fi –palvelinta, jossa voi testata TCP ja UDP -liikennettä sekä IPv4 että IPv6-yhteyskäytännöllä.

Case 1:

Tiedonsiirron suorituskyky Englannista Suomeen parani viisikymmenkertaiseksi

Elixir-projekti (http://www.elixir-europe.org/) halusi testata suurten datamäärien siirtämisen suorituskykyä Englannista Suomeen.  Haasteina olivat mm. pitkä kiertoviive, vanhat käyttöjärjestelmä- ja ohjelmistoversiot ja näiden asetukset sekä tietojen salaamiseen kuluva prosessoriteho.

Vanhalla OpenSSH scp-tiedonsiirtotavalla siirtonopeus oli 1.5 megatavua sekunnissa.  Kun lähettävän pään ohjelmisto korvatiin OpenSSH High Performance Networking (HPN-SSH) -laajennuksilla, tiedonsiirto nopeutui lähes 40-kertaiseksi, noin 54 megatavuun sekunnissa.  Uutena pullonkaulana oli vastaanottavan järjestelmän suorituskyky.  Toiseen suuntaan vastaavalla testillä suorituskyvyksi saatiin yli 70 megatavua sekunnissa. Kaikissa testeissä siirretty tieto luettiin paikalliselta levyltä ja kirjoitettiin verkon yli levylle. 

Muokatussa SSH-ohjelmistossa oli parannettu mm. TCP-puskurointiasetuksia ja salausasetuksena oli vain käyttäjätunnistuksen suojaaminen.

Selvityksessä havaittiin, että hyvinkin pienillä muutoksilla tiedonsiirron suorituskykyä oli mahdollista nostaa jopa 50-kertaiseksi verrattuina oletusasetuksiin.

Case 2:

Liikenteen heiluminen palomuurien välillä aiheutti pätkimistä

Loppuvuodesta 2009 eräässä Funet-organisaatiossa havaittiin, että liikenne tuntuu pätkivän: organisaatiosta ulospäin lähtevä liikennemäärä näytti tipahtavan silloin tällöin muutamaksi sekunniksi nollaan.

Funet-runkoverkosta ei löytynyt vikaa tai ruuhkaa ja organisaatiolle annettiin vinkkejä ongelman rajaamiseksi.  Hiukan myöhemmin vikalähteeksi selvisi, että asiakasorganisaation kahden ulkopalomuurin välillä tapahtui "heilumista": ns. RSTP-protokolla ohjasi tietyissä tilanteissa liikenteen varsinaiselta palomuurilta toiselle.  Tämä aiheutti pätkimisen, joka johtui palomuurien tilatietojen päivittämisestä.

Tapaus on siinä mielessä mielenkiintoinen, että verkon loppukäyttäjät olivat varmasti huomanneet ongelmia verkkoyhteydessä.  Koska ongelmasta Funet NOC:ille raportoi verkkoylläpito, ei tiedetä, missä laajuudessa asiaa oli käsitelty paikallisesti.  Tämä on kuitenkin esimerkki tilanteesta, että verkko-ongelmissa voi olla kyse myös laajemmasta ongelmasta. Sen vuoksi vakavat ja toistuvat ongelmat on syytä raportoida tutkittaviksi.

Paavo Ahonen

Pekka Savola