فقدان حزم الشبكة: مادة واحدة كافية لمهندسي الشبكات

المدونة 2890

00c0909eeae57f737f79953544f19260

1. ما هو فقدان حزم الشبكة؟

كما يوحي الاسم، يشير فقدان حزم الشبكة إلى الحالة التي تفشل فيها بعض حزم البيانات في الإرسال بنجاح من عنوان المصدر إلى عنوان الوجهة أثناء نقل البيانات، حيث يتم "فقدانها" أو "تجاهلها" في منتصف الطريق.
فقدان الحزمة ليس مثل "انقطاع الاتصال بالشبكة"، ولكنه يؤثر بشكل مباشر على جودة الشبكة، مثل

 

  • بطء شديد في تحميل صفحات الويب
  • التأخر والكمون العالي في مؤتمرات الفيديو
  • عمليات نقل الملفات المتقطعة أو التنزيلات الفاشلة
  • وقت استجابة الألعاب العالي والانتقال الآني للشخصيات

2. أين يحدث فقدان الحزمة؟

تنتقل حزم البيانات عبر العديد من الأجهزة والمسارات من المصدر إلى الوجهة. يمكن أن يحدث فقدان الحزمة في حال وجود مشاكل في أي رابط في السلسلة:

الأسباب الشائعة حسب الموقع:

  • الأجهزة المحلية (مثل الكمبيوتر الشخصي، بطاقة الشبكة): خلل في برامج التشغيل أو تقادم بطاقات الشبكة أو استنفاد الموارد.
  • طبقة الوصول (المحولات): ازدحام المنافذ أو عواصف البث أو الحلقات.
  • طبقات التوزيع/الطبقات الأساسية: استخدام عالٍ لوحدة المعالجة المركزية في الأجهزة، وإرسال/استقبال غير طبيعي للواجهة.
  • جدران الحماية: سوء فهم ACL أو السياسة أو اختناقات الموارد.
  • روابط الخروج: جودة رديئة من جانب مزود خدمة الإنترنت مع فقدان شديد للحزم.
  • الخدمات السحابية: فقدان الحزمة من جانب السحابة (خارج سيطرة المستخدم).

3. كيف يمكن التمييز بين "فقدان الحزمة الحقيقي" و"فقدان الحزمة الكاذب"؟

يفترض العديد من المبتدئين على الفور فقدان الحزمة عند رؤية فشل في اختبار الاتصال أو بطء الاستجابة. ومع ذلك، كن حذرًا من "فقدان الحزمة الكاذب":

 

  • جدران الحماية أو ACLs التي تحظر ICMP لا تعني أن حزم الخدمة مفقودة بالفعل.
  • فقدان الحزمة في قفزة وسيطة ولكن الوصول إلى الوجهة العادية لا يشير إلى فقدان حقيقي.
  • قد يسبب اهتزاز الشبكة لفترة وجيزة (على سبيل المثال، تقارب الوصلة) فقدانًا عابرًا وليس مشاكل في الاستقرار.

 

النقاط الرئيسية: يستوفي فقدان الحزمة الحقيقي عادةً هذه المعايير:

 

  • مستمر (غير متقطع)
  • متناسق عبر أدوات متعددة (بينغ، iperf، التقاط الحزم)
  • موقع الخسارة المستقر والقابل للتكرار

4. ما هي أدوات الكشف الشائعة؟

  1. بينغ
    أداة اختبار فقدان الحزمة الأساسية. ترسل حزم ICMP للتحقق من معدل فقدان الحزمة.
    باش
    اختبار ping 192.168.1.1.1 -t # اختبار ping مستمر
    ping -n 50 8.8.8.8.8.8 # 50 محاولة اختبار ping  
    
    ملاحظة: لا يعني حظر ICMP على بعض الأجهزة قطع الاتصال بالشبكة.
  2. التتبع/التتبع/التعقب
    يحدد عند أي قفزة تبدأ البيانات في الإسقاط.
    باش
    تراسيرت www.baidu.com # ويندوز www.baidu.com #
    تتبع التتبع www.baidu.com # لينكس www.baidu.com # لينكس  
    
  3. إيبرف
    أداة احترافية لاختبار الأداء تدعم اكتشاف فقدان حزم UDP للحصول على دقة أعلى.
    باش
    iperf3 -c 192.168.1.100 -u -b 10M -t 10 # اختبار UDP بسرعة 10 ميجابت في الثانية لمدة 10 ثوانٍ  
    
  4. التقاط الحزمة (Wireshark/tcpdump)
    طريقة التحقق الأساسية للتحقق من إرسال البيانات والإقرار بها.

5. ما الذي يسبب فقدان حزم الشبكة؟

ينبع فقدان الحزمة من فئتين رئيسيتين: مشاكل أجهزة الشبكة ومشاكل جودة الارتباط. دعونا نوضح ذلك:

1. تشبع عرض النطاق الترددي (الخسارة الناجمة عن الازدحام)

  • المبدأ: لا يمكن للواجهات معالجة البيانات الزائدة، لذا فإن المخازن المؤقتة الممتلئة تفرض إسقاط الحزمة.
  • السيناريوهات الشائعة:
    • حركة المرور الضخمة (مثل النسخ الاحتياطية وعمليات نقل الفيديو) التي تتجاوز عرض النطاق الترددي للمنفذ.
    • الوصول عبر شبكات محلية محلية متقاطعة تشبع منفذ الوصلة الصاعدة للمحول الأساسي.
  • طرق الحكم:
    • تحقق من استخدام النطاق الترددي للواجهة (على سبيل المثال، واجهة العرض).
    • مراقبة حركة مرور المنفذ (على سبيل المثال، واجهة عدادات العرض).

2. أخطاء الواجهة والمشكلات المادية

  • الأعراض: يمكن أن تتسبب كابلات التصحيح المفكوكة أو ضعف الاتصال بالوحدة الضوئية أو الأسلاك الملتوية غير الصحيحة في حدوث فقدان متقطع.
  • المؤشرات الرئيسية:
    • أخطاء CRC (فحص التكرار الدوري)
    • انخفاض المدخلات/المخرجات
  • اقتراحات استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
    • تحقق من إحصائيات حزم الأخطاء عبر موجز واجهة العرض.
    • أعد توصيل كابلات التوصيل أو اختبرها بأسلاك مجدولة جديدة.

3. ارتفاع استخدام وحدة المعالجة المركزية/الذاكرة

  • عدم كفاية سعة معالجة الجهاز تؤدي إلى الخسارة.
  • شائع في:
    • ضغط تحكم رئيسي عالٍ للتحكم في التكديس متعدد الأجهزة.
    • تعطّل جدران الحماية في ظل النُهج المتزامنة و NAT وجلسات العمل.
    • أجهزة التوجيه المزودة بوحدة المعالجة المركزية التي تؤثر على قدرة إعادة التوجيه.
  • طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
    • تحقق من استخدام وحدة المعالجة المركزية للجهاز (عرض استخدام وحدة المعالجة المركزية).
    • تحقق من إدخالات إعادة التوجيه الزائدة (مثل جدول ARP وجدول MAC).

4. عواصف البث/مشاكل البث/الحلقات

  • الأعراض النموذجية: انقطاعات واسعة النطاق في الشبكة، بما في ذلك فشل اختبار اختبار منفذ الإدارة.
  • اتجاهات التحقيق:
    • تحقق مما إذا كانت STP ممكّنة وحماية الحلقة فعالة.
    • التقاط حزم البث المتكرر المفرط (العاصفة).

5. المفاهيم الخاطئة للسياسة (ACL، جدار الحماية)

  • في بعض الأحيان يُنظر إليها على أنها "خسارة"، ولكن في الواقع يتم رفض حركة المرور من قبل السياسات.
  • نقاط التفتيش:
    • تحقق مما إذا كانت قواعد ACL تسمح بحركة المرور.
    • تأكيد نُهج تجاهل جدار الحماية.
  • مثال على الحالة: عانى أحد العملاء من مهلات الخادم بسبب حظر ACL الخاص بالمحول لمنفذ TCP 443 (HTTPS).

6. المنطق العلمي لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها: مخطط انسيابي

[فقدان الطرفية؟]
↳ التحقق من برامج تشغيل NIC المحلية، والاستخدام، و ARP
[فقدان طبقة الوصول؟]
↳ تحقق من حركة مرور المنفذ، CRC، تعلم MAC
[فقدان طبقة التوزيع/الطبقة الأساسية؟]
↳ تحقق من حمل الارتباط، تكوين النهج، إعادة توجيه NAT
[فقدان الخروج؟]
↳ جودة خط مزود خدمة الإنترنت واتفاقية مستوى الخدمة واختبارات السرعة الخارجية
[سوء تقدير طبقة التطبيق؟]
↳ أخطاء التطبيق، التحكم في الجلسة، المهلات القصيرة  

7. سيناريوهات فقدان الحزمة عالية التردد وملخصات الحالة

الحالة 1: الفقدان المتقطع أثناء عدم استقرار الارتباط

  • الأعراض: معدل نجاح اختبار الاتصال 50%، بطء تحميل الويب.
  • الأسباب:
    • كابلات الشبكة المفكوكة
    • اختلالات تفاوض الواجهة (جيجابت مقابل 100 ميجابت في الثانية)
    • جدار الحماية ICMP الحماية من الفيضانات ICMP يحد من الاستجابات
  • الحلول:
    • استبدل الكابلات وتأكد من اتساق التفاوض.
    • اضبط نُهج جدار الحماية لتخفيف تردد اكتشاف ICMP.

الحالة 2: تعطل الاتصال بعد تشغيل المفتاح بعد انقطاع التيار الكهربائي

  • الأعراض: يتعذر على المحول اختبار اتصال أي مضيف لدقائق بعد بدء التشغيل.
  • الأسباب:
    • وقت تحميل التكوين أثناء بدء التشغيل
    • STP (الشجرة الممتدة) غير متقاربة، والمنافذ في حالة الحظر
  • الحلول:
    • استخدم spanning-tree portfast (Cisco) أو stp-tree portfast (Huawei) لتسريع تنشيط المنفذ.
    • اختبار بعد تقارب STP بالكامل.

الحالة 3: المحول ذو الخمسة منافذ يدعم أربعة منافذ فقط

  • الأعراض: تعطل أحد المنافذ عند توصيل المنفذ الخامس.
  • الأسباب:
    • عدم كفاية إمدادات الطاقة
    • تقادم الرقاقة أو تعطل الأجهزة
  • الحلول:
    • استبدل المفتاح.
    • اختبر مصدر طاقة البُرادة وتقلبات التيار باستخدام أدوات احترافية.

الحالة 4: مفتاح التبديل "COL" الضوء مضاء/يومض، لا يوجد اتصال

  • الأعراض: اتصال غير طبيعي بالمنفذ، فقدان شديد في التقاط الحزمة.
  • الأسباب:
    • الاصطدامات (يُشار إليها بضوء التصادم)
    • منفذ متصل بأجهزة غير مزدوجة الازدواجية الكاملة، فشل التفاوض
  • الحلول:
    • تحديد الأوضاع المزدوجة المتسقة يدوياً.
    • استبدل الكابلات أو الأجهزة القديمة لتجنب عدم التوافق.

الحالة 5: انقطاع الخدمة المتكرر بعد الترقية إلى جيجابت

  • الأعراض: اتصالات خادم متقطعة على وصلات جيجابت، وإعادة إرسال متكررة في عمليات الالتقاط.
  • الأسباب:
    • عدم كفاية جودة الكابل/الوحدة النمطية لوصلات جيجابت
    • سرعة المنفذ غير المؤمّنة تتسبب في عدم استقرار المفاوضات
  • الحلول:
    • استخدم كبلات Cat6+.
    • قفل يدويًا إلى جيجابت مزدوج الاتجاه بالكامل.
    • قم بتحديث برامج تشغيل NIC والبرامج الثابتة للتبديل.

الحالة 6: فقدان الاتصال الحاد عبر الشبكة المحلية الشاملة

  • الأعراض: طبيعي داخل الشبكة المحلية العادية، ولكن فقدان اختبار الاتصال عبر الشبكات المحلية الافتراضية.
  • الأسباب:
    • تكوينات واجهة شبكة محلية ظاهرية من الطبقة 3 غير صحيحة
    • ACLs التي تقيد حركة المرور
    • إدخالات جدول ARP القديمة
  • الحلول:
    • تحقق من عناوين IP والشبكات الفرعية والمسارات الخاصة بواجهة VLAN.
    • مسح ذاكرة التخزين المؤقت لـ ARP لإعادة التعلم.
    • التقاط الحزم للتحقق من تصفية ICMP.

8. كيفية منع فقدان الحزمة في مرحلة البرعم (مرحلة البرعم)؟

  1. اختيار جهاز موثوق به:
    • تجنب المفاتيح المنخفضة في البيئات عالية العملة.
    • استخدم أجهزة تدعم جودة الخدمة وأجهزة إعادة توجيه الأجهزة للعقد الحرجة.
  2. آليات الفحص المنتظم:
    • تحقق دورياً من وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وحركة مرور الواجهة وحزم الأخطاء.
    • تنفيذ أنظمة إدارة الشبكة SNMP + منصات إدارة الشبكة للتنبيه 7×24.
  3. اعتبارات بيئة الموقع:
    • حافظ على درجة حرارة (غرفة الخادم) عند 20-25 درجة حرارة °ج.
    • ضمان طاقة نظيفة وتأريض موثوق به ومنع الكهرباء الساكنة.
  4. التكوينات والوثائق الموحدة:
    • سجل كل تعديل وخطة استرجاع.
    • استخدم قوالب التكوين لتجنب الأخطاء البشرية.
  5. استكشاف الأخطاء وإصلاحها ثالوث + التقاط الحزمة:
    • إعطاء الأولوية لالتقاط مصافحات ARP و ICMP و TCP.
    • استخدم ping + traceroute + iperf معًا.
    • تحقق من خلو DNS وشبكة VLAN و ACL والمسارات من الأخطاء.

 

لا تخشى فقدان الحزمة - لا تخشى عدم معرفة كيفية استكشاف الأخطاء وإصلاحها!
إن فقدان حزم الشبكة ليس معقدًا، لكنه يختبر فهمك لبنية الشبكة بشكل عام، وإلمامك بآليات الجهاز، وكفاءتك في استخدام الأدوات. وكلما كنت أكثر منهجية واحترافية، كلما كان بإمكانك التعامل معها بفعالية أكبر.
السابق: التالي

التوصيات ذات الصلة

توسع أكثر!

مو