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VPN数据包丢失实用测量方法及操作步骤详解


VPN数据包丢失实用测量方法及操作步骤详解

很多运维人员和远程办公用户在使用VPN隧道传输业务数据时,经常遇到内网资源访问卡顿、大文件传输中途中断、实时音视频会议画面卡顿的问题,多数场景下这类故障并非公网带宽不足导致,而是VPN隧道内的数据包丢失引发的。本文梳理了可直接落地的VPN数据包丢失测量方法,从前置校验到分步操作都给出可复现的实操路径,帮助使用者快速定位隧道层面的丢包问题,清晰区分是公网链路丢包还是VPN设备处理环节的丢包,避免无意义的无效排查。

测量前的基础环境校验

正式启动VPN数据包丢失测量之前,首先要确认测量两端的VPN网关设备都没有开启临时的流量整形、非业务端口限速规则,不少企业级VPN网关默认会把普通ICMP探测包的转发优先级调低,甚至直接丢弃部分探测包,会直接导致后续的测量结果完全失真。

还要提前关闭两端测试终端上的后台下载、云盘自动同步、系统自动更新类占用带宽的进程,避免终端本身的后台流量挤占VPN隧道的配额,把终端侧产生的少量丢包误判为VPN隧道转发环节的丢包,干扰后续的故障定位方向。

真实画面VPN数据包丢失测量方法

运维人员开展VPN数据包丢失测量前完成网关规则与终端后台进程的前置校验

基于普通ICMP探测的基础VPN丢包测量方法

这是最容易上手的VPN数据包丢失测量方法,不需要额外安装专业测试软件,只需要在VPN两端的内网侧终端分别发起定向探测,需要注意的是探测的目标地址不能填对端VPN设备的公网接口地址,必须填写对端内网网段下普通终端的IP地址,这样发出的探测数据包才会完整走VPN隧道封装、加密、公网传输、解密、解封装的全流程,符合真实业务流量的转发路径。

正式建立VPN隧道之前,要先做一次基准测试:从本端测试终端向本地内网网关发起同频率的探测,确认本地局域网本身没有丢包问题,排除终端到本地VPN网关接入侧的网络故障干扰,避免把本地局域网的丢包算进VPN隧道的丢包统计里。

确认本地局域网无异常之后建立VPN隧道,从本端内网终端持续向对端内网终端发送探测包,同时登录本端VPN网关的流量统计页面,统计对应探测流的入包数和出包数,再同步记录对端VPN网关对应探测流的入包数,通过三者的数值对比,就能初步算出经过VPN隧道封装转发环节的数据包丢失情况。

区分公网链路与VPN封装环节丢包的对照测量方法

很多新手做VPN数据包丢失测量的时候,会把公网传输过程中产生的丢包全部归因为VPN隧道的问题,这套对照测量方法的核心就是绕开VPN封装的处理环节,直接从本端VPN网关的公网接口,向对端VPN网关的公网接口发起同类型、同频率的探测,得到公网裸链路本身的丢包情况。

把之前走完整VPN隧道的测量结果,和这个公网裸链路的测量结果做差值,就能得到VPN设备在封装、解密、转发环节自身产生的数据包丢失占比,这个步骤能直接把丢包的故障边界划分清楚,不用再花费大量时间联系运营商排查公网链路的无关问题。

这里要注意的是两次测量的发起时间要尽量接近,最好能同时启动探测,避免公网链路的拥塞波动导致两次测量的基准环境不一致,最后得到的差值结果没有实际参考价值,无法作为故障定位的有效依据。

基于隧道专用探测协议的精准测量方法

目前主流的IPsec VPN、SSL VPN设备基本都自带专属的隧道状态探测工具,机场梯子这类工具发出的探测包本身就和VPN业务数据包使用完全一致的封装格式、加密策略,不会被VPN设备当成普通ICMP包做降优先级或者丢弃处理,得到的VPN数据包丢失测量结果更贴近真实业务流量的实际表现。

操作的时候直接登录VPN两端的管理后台,找到对应VPN隧道的状态详情页面,启动内置的隧道丢包探测功能,探测过程中可以同时查看VPN设备的CPU、内存占用率,如果探测过程中设备的转发资源占用率长期处于高位,那么测量得到的丢包大概率是VPN设备本身处理性能不足导致的。

这里需要提醒的常见误区是,不要在VPN网关正在跑大流量数据备份业务的时候做测量,大流量冲击下的设备临时丢包属于业务过载场景,不能代表VPN隧道日常运行的丢包水平,梯子得到的测量结果不具备长期参考价值。

所有的VPN数据包丢失测量方法得到的结果都只是当前网络状态下的快照,单次测量只能指向可能的故障方向,不能直接作为长期隧道质量的判定依据,也无法排除所有其他潜在的网络影响因素,需要在不同的业务高峰时段多次重复测量,才能得到更准确的隧道丢包情况画像。

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