What Is Packet Loss and How To Prevent It?

Paketverlust bezieht sich auf die Situation, in der Datenpakete, die kleinen Dateneinheiten, die über die Internetverbindung übertragen werden, ihr Ziel nicht erreichen. Es ist, als würde man einen Brief mit der Post schicken und er kommt nie an.

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Warum betrifft Paketverlust nur einige Anwendungen?

Einer der verwirrendsten Aspekte von Paketverlusten ist seine Fähigkeit, verschiedene Anwendungen in unterschiedlicher Form zu beeinflussen, was zu einem Gefühl der Unsicherheit führt.

Dieser Unterschied ist auf die unterschiedliche Arbeitsbelastung zurückzuführen, die die Mitarbeiter täglich benötigen: Ein Paketverlust von 10 % würde die Downloadzeit von 10 Sekunden nur um eine zusätzliche Sekunde verlängern. in anderen Anwendungen. Aber selbst ein Paketverlust von 3 % kann die Qualität eines Video- oder Sprachanrufs drastisch beeinträchtigen.

Außerdem ändern sich die Paketverlustraten je nach verwendetem Protokoll.

Der Das Transmission Control Protocol (TCP) ist in der Lage, Paketverluste fast vollständig zu vermeiden, da es sicherstellt, dass verlorene Pakete erneut gesendet werden. Dies führt immer noch zu einer Verlangsamung des Netzwerks, da sich das Netzwerk durch diesen erneuten Übertragungsprozess träger anfühlt.

Verschiedene Protokolle wie das User Datagram Protocol (UDP) können nicht auf Paketverluste prüfen, da sie für eine schnelle und nicht für eine genaue Datenübertragung ausgelegt sind.

Die Ursachen für Paketverluste

Hier sind die häufigsten Ursachen für Paketverluste:

Netzwerk Congestion

Eine der häufigsten Ursachen für Paketverluste ist die Netzwerküberlastung. Wenn ein Netzwerk seine Kapazität erreicht, kann es Schwierigkeiten haben, mit dem Datenfluss Schritt zu halten, und beginnen, eingehende Pakete zu verwerfen oder zu ignorieren, um das Netzwerk zu entlasten. In einigen Fällen können die verlorenen Datenpakete erneut gesendet werden, sodass die Anwendung wiederhergestellt werden kann.

Dies führt jedoch immer noch zu Verspätungen und potenziellen Unterbrechungen im Service.

Unzureichende Hardware

Oft wird dieses gesicherte Netzwerk durch die Hardware selbst verursacht. Geräte wie Router, Netzwerk-Switches, Modems und Firewalls haben alle einen maximalen Durchsatz, den sie aufrechterhalten können, und wenn es zu viele Geräte mit hohem Datenverkehr in einem Netzwerk gibt, kann es beginnen, die begrenzten Ressourcen jedes Routers zu überfordern.

Wenn Endgeräte beginnen, diese Layer-3-Geräte zu überlasten, gehen Pakete verloren. Je weiter die Pakete reisen müssen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie verloren gehen. Aus diesem Grund treten Paketverluste in drahtlosen Netzwerken häufiger auf.

Der Aufstieg programmierbarer Netzwerkhardware bedeutet auch, dass nicht nur die Hardware das Problem des Paketverlusts sein kann.

Wenn die Virtualisierungsschicht einen Fehler oder Bug aufweist, kann die Fähigkeit des Software Defined Networking (SDN)-Geräts, Pakete zu verarbeiten, ernsthaft beeinträchtigt werden.

Sicherheitslücken

Denial-of-Service-Angriffe können zu Paketverlusten führen, da Angreifer ein Netzwerk absichtlich an seine Grenzen bringen. TCP verhindert zwar den versehentlichen Verlust von Paketen, legt aber auch den Grundstein für den absichtlichen Missbrauch seiner Fähigkeit zur erneuten Erfassung von Paketen.

SYN-Floods missbrauchen dieses Protokoll, indem sie große Mengen von Anfragen weiterleiten, die den SYN/ACK-Handshake mit dem Server initiieren, aber nicht die endgültige Bestätigung senden, die die Datenübertragung startet.

Dies verbraucht schnell die Ressourcen des Servers und kann die Überlastung drastisch erhöhen, was zu Paketverlusten führt.

So beheben Sie Paketverluste effektiv

Da Paketverlust ein weit verbreitetes Symptom mit vielen zugrunde liegenden Ursachen ist, variiert der Ansatz zur Behebung von Paketverlusten in einem Netzwerk je nach Unternehmen.

Die folgenden Ansätze decken die meisten möglichen Korrekturen ab.

#1: Erhöhen Sie die Bandbreite

Wenn Paketverluste in erster Linie durch eine einfache Netzwerküberlastung verursacht werden, in der Regel nach einer Phase erheblichen Wachstums oder einer Verschiebung der Netzwerkstruktur, ermöglicht eine Erhöhung der Bandbreite den gleichzeitigen Durchgang von mehr Daten, wodurch Verzögerungen reduziert werden.

Beachten Sie jedoch, dass die Leistung des Netzwerks stark von der Integrität jeder einzelnen Komponente abhängt: Wenn eine einzelne Komponente ihre empfohlene Kapazität überschreitet, kann dies die gesamte Datenverarbeitungskette verlangsamen. Als Netzwerkadministrator können Sie mit Traceroute den Pfad verschiedener Pakete überprüfen.

In Fällen, in denen Ihr internes Netzwerk theoretisch leistungsfähig genug ist, vergessen Sie nicht, die Firewall und die Router zu überprüfen, durch die die Datenpakete geleitet werden.

#2: Implementieren Sie Deep Packet Inspection (DPI)

Deep Packet Inspection (DPI) bietet eine fortschrittliche Form der Paketfilterung, indem der Inhalt von Datenpaketen in Echtzeit untersucht wird. Durch das Identifizieren, Klassifizieren und anschließende Umleiten oder Blockieren von Paketen basierend auf ihrer Nutzlast kann DPI:

  • Optimieren Sie den Netzwerk-Traffic
  • Verringern Sie Staus

Dieser Ansatz ermöglicht es Administratoren auch, Pakete mit hoher Priorität zu markieren und so sicherzustellen, dass sie vor Paketen mit niedrigerer Priorität verarbeitet werden.

Außerdem kann die Priorisierung dazu beitragen, Paketverluste zu reduzieren, indem sichergestellt wird, dass kritische Daten effizient verarbeitet werden.

#3: Optimieren Sie die Netzwerkkonfigurationen

Fehlkonfigurationen im Netzwerk sind eine häufige Ursache für Paketverluste, sei es aufgrund von:

  • Fehlerhafte Einstellungen auf einzelnen Geräten
  • Nicht übereinstimmende Konfigurationen über mehrere Systeme hinweg

Beide Arten von Fehlern können den Netzwerkverkehr unterbrechen und zu Paketverlusten führen.

Um dieses Risiko zu minimieren, sollten IT-Administratoren einen robusten Netzwerkkonfigurationsmanagementprozess implementieren, der sicherstellt, dass alle Netzwerkgeräte ordnungsgemäß konfiguriert und regelmäßig auf Inkonsistenzen überwacht werden. In Fällen, in denen die Ursache nicht behoben werden kann, kann die Verschleierung von Paketverlusten verwendet werden, um die Auswirkungen verlorener Netzwerk-Pakete zu minimieren.

Besiegen Sie Paketverluste mit Check Point Quantum

Mit der Verlagerung hin zur Remote-Arbeit stehen Unternehmen nun vor der Aufgabe, skalierbaren und sicheren Zugriff auf kritische Rechenzentrumsanwendungen mit hoher Geschwindigkeit bereitzustellen. Dies ist nicht nur für Mitarbeiter wichtig, die von verteilten Standorten aus arbeiten, sondern auch für Branchen wie Einzelhandel und Gesundheitswesen, die einen deutlichen Anstieg des Online-Verkehrs verzeichnet haben.

So hat beispielsweise der Anstieg des Online-Shoppings Einzelhändler gezwungen, ihre Netzwerk-Infrastruktur zu verbessern, um Spitzen im Website-Traffic zu bewältigen, insbesondere während der Haupteinkaufszeiten. Die Quantum Force-Firewall von Check Point wurde entwickelt, um diese Herausforderungen zu meistern, indem sie On-Demand-Skalierbarkeit bietet:

  • So können Unternehmen ihren sicheren Durchsatz für den Zugriff auf das Rechenzentrum auf bis zu 3 TB/s erhöhen. 

Dieses Maß an Skalierbarkeit stellt sicher, dass Unternehmen einen ultraschnellen Zugriff auf die Rechenzentrum Anwendung unterstützen können, selbst in Zeiten hoher Nachfrage, wie z. B.:

  • Spitzen des E-Commerce-Traffics
  • Intensive Datennutzung im Gesundheitswesen.

Sehen Sie in einer Demo, wie Quantum Force diesen Durchsatz erreicht.

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