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sábado, 6 de marzo de 2010

Como medir el ancho de banda de un enlace

Introduccion:
En repetidas oportunidades nos vemos en la necesidad de medir el ancho de banda de algun enlace, ya sea el mismo una red LAN, WAN, MAN utilizando satelite, microondas, fibra, etc y no sabemos como.
Para los conocedores del area tambien es comun que la gente de transmision nos indiquen que el enlace a nivel de capa 2 esta perfecto que no hay errores ni perdidas y que las pruebas de BERT salieron sin errores. Sin embargo al momento de probar dicho enlace con un router y transportando IP nos vemos con inconvenientes. Ahora bien, algo que es muy cierto es que el cliente tiene la ultima palabra, si el cliente dice que ve errores y/o que la aplicacion no funciona hay que revisar.


Objetivo
:
Vamos a medir el ancho de banda y calidad de un enlace. Cuando me refiero a enlace puede ser la comunicacion en un enlace WAN, entre dos equipos en una misma LAN. Para estas pruebas el medio fisico (wireless, satelite, fibra, microondas) es irrelevante.

Software necesario:
Linux y/o Windows
Iperf

Como hacer el estudio:
Vamos a basar nuestro estudio en el programa Iperf. Wikipedia en su pagina en Ingles define Iperf como un programa moderno para probar redes que es capaz de crear stream TCP y UDP y mide el ancho de banda de la red donde se ejecutan. Iperf fue realizado en C++
Iperf es un programa cliente - servidor por ello es necesario instalar el programa en al menos dos dispositivos. El mismo programa funciona tanto cliente como servidor. Su comportamiento varia segun las opciones que utilicemos al momento de ejecutarlo.
Una ventaja de Iperf es que hacemos la prueba en capa 3, es decir en IP, con Iperf podemos probar TCP y UDP y con distintos programas de paquete. Esto es sensacional.

Procedimiento:
Es necesario dos equipos donde uno es cliente y el otro sera el servidor. Por default Iperf mide el ancho de banda desde el cliente al servidor (sin embargo existe una opcion de medicion bi-direccional)

Ejemplos utiles:

1) Prueba mas basica. Opciones por default.
Lado server:

[root@monitor-2 root]# iperf -s
------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 5001
TCP window size: 85.3 KByte (default)
------------------------------------------------------------

Lado cliente:

[root@pemon ~]# iperf -c 10.1.1.1
------------------------------------------------------------
Client connecting to 10.1.1.1, TCP port 5001
TCP window size: 16.0 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 3] local 10.1.1.2 port 51096 connected with 10.1.1.2 port 5001
[ 3] 0.0-10.0 sec 84.4 MBytes 70.8 Mbits/sec

2) Vamos a probar un Megabit entre el cliente y el servidor durante 15 segundo en paquetes UDP.
Lado server:
iperf -s -u

Lado cliente
[root@pemon ~]# iperf -c 10.1.1.1. -t 15 -u

3) Realizar una prueba de 2 Megabits de envio simultaneo entre el cliente y el servidor de paquetes UDP por 15 segundos
Lado server:
iperf -s -u

Lado cliente
[root@pemon ~]# iperf -c 10.1.1.1 -t 15 -u -d -b 2000000

{SUPRIMI UN POCO DE LA SALIDA}
[ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datagrams
[ 4] 0.0-15.0 sec 3.58 MBytes 2.00 Mbits/sec 0.180 ms 0/ 2553 (0%)
[ 3] 0.0-15.0 sec 3.58 MBytes 2.00 Mbits/sec 0.011 ms 0/ 2553 (0%)

Vamos a estudiar rapidamente el comando del cliente:
* con el -t 15 le indicamos 15 segundos
* -u que fuese UDP
* -d que fuese dual (envio y recepcion a la misma vez)
* -b 2000000 = 2 Mbits

Vamos a estudiar la salida tambien:
El intervalo fueron 15 segundos, se transfirio 3.58 Megabytes, el ancho de banda son 2 Mbits, el jitter es de 0.180 ms, se perdieron 0 datagramas de 2553 datagramas lo que representa 0 % de perdida

Recomendaciones:
Personalmente me agrada hacer mis estudios con Iperf utilizando UDP por diversas razones:
- Puedo indicar el ancho de banda
- No tengo inconvenientes con el Windows Size y/o perdida de algun acknowledge me baje drasticamente el Ancho de Banda
- Con la prueba de UDP yo mismo puedo calcular el impacto de las perdida de paquetes (imaginen la diferencia de perdida de paquetes (o errados) entre una red Wireless y una red cableada..

Salida del comado iperf --help para su referencia:

[root@monitor-2 root]# iperf --help
Usage: iperf [-s|-c host] [options]
iperf [-h|--help] [-v|--version]

Client/Server:
-f, --format [kmKM] format to report: Kbits, Mbits, KBytes, MBytes
-i, --interval # seconds between periodic bandwidth reports
-l, --len #[KM] length of buffer to read or write (default 8 KB)
-m, --print_mss print TCP maximum segment size (MTU - TCP/IP header)
-p, --port # server port to listen on/connect to
-u, --udp use UDP rather than TCP
-w, --window #[KM] TCP window size (socket buffer size)
-B, --bind bind to , an interface or multicast address
-C, --compatibility for use with older versions does not sent extra msgs
-M, --mss # set TCP maximum segment size (MTU - 40 bytes)
-N, --nodelay set TCP no delay, disabling Nagle's Algorithm
-V, --IPv6Version Set the domain to IPv6

Server specific:
-s, --server run in server mode
-D, --daemon run the server as a daemon

Client specific:
-b, --bandwidth #[KM] for UDP, bandwidth to send at in bits/sec
(default 1 Mbit/sec, implies -u)
-c, --client run in client mode, connecting to
-d, --dualtest Do a bidirectional test simultaneously
-n, --num #[KM] number of bytes to transmit (instead of -t)
-r, --tradeoff Do a bidirectional test individually
-t, --time # time in seconds to transmit for (default 10 secs)
-F, --fileinput input the data to be transmitted from a file
-I, --stdin input the data to be transmitted from stdin
-L, --listenport # port to recieve bidirectional tests back on
-P, --parallel # number of parallel client threads to run
-T, --ttl # time-to-live, for multicast (default 1)

Miscellaneous:
-h, --help print this message and quit
-v, --version print version information and quit

[KM] Indicates options that support a K or M suffix for kilo- or mega-

The TCP window size option can be set by the environment variable
TCP_WINDOW_SIZE. Most other options can be set by an environment variable
IPERF_, such as IPERF_BANDWIDTH.

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Links utiles:
http://www.noc.ucf.edu/Tools/Iperf/
http://sourceforge.net/projects/iperf/
http://en.wikipedia.org/wiki/Iperf

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