Konzeption und Evaluierung einer verteilten Architektur zur passiven RTT-Messung

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Motivation und Zielsetzung der Arbeit

1.2 Umfeld

1.3 Aufbau der Arbeit

2 Theoretische Grundlagen zur passiven RTT-Messung

2.1 Einführung in die aktiven und passiven RTT-Messmethoden

2.2 Erläuterung der SYN/ACK-Methode

2.3 Algorithmus der verteilten RTT-Messung

3 Konzeption der verteilten Messarchitektur

3.1 Architekturübersicht

3.2 Messsonde capture.c und die Bibliothek read.h

3.2.1 Zweck der Sonde

3.2.2 Einlesen der Konfigurationen aus der Konfigurationsdatei

3.3 Datenbankverarbeitung

3.3.1 Die getConnections()-Prozedur zur Verbindungserkennung

3.3.2 Transport der Daten zum NDW

3.4 Sicherheit der Daten

3.4.1 Transport der Daten über einen SSH-Tunnel

3.4.2 Authentifizieren mittels Public Key Verfahren

3.5 Konkreter Ablauf der konzipierten verteilten Messarchitektur

4 Realisierung und Evaluierung der verteilten Architektur

4.1 Realisierung einer verteilten Umgebung

4.2 Evaluierung des realisierten Systems

4.2.1 Messaufbau

4.2.2 Messmethodik

4.2.3 Ergebnisse der Messungen

5 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Konzeption, Realisierung und Evaluierung einer verteilten Architektur zur passiven Messung der Round-Trip-Time (RTT). Ziel ist es, durch den Einsatz von Messsonden an verschiedenen Gateway-Routern nicht nur die RTT einer gesamten Verbindung zu erfassen, sondern auch die Verzögerungszeiten einzelner Teilstrecken zu analysieren, um Ursachen für Paketverzögerungen genauer identifizieren zu können.

• Passive RTT-Messung mittels SYN/ACK-Verfahren
• Entwicklung einer verteilten Messarchitektur
• Implementierung von Messsonden und Datenbankverarbeitung (SondenDB)
• Sicherer Datentransport mittels SSH-Tunneling
• Evaluierung der Systemskalierbarkeit und Ressourcenbedarfs

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Bedeutung der RTT für die Internetqualität ein und definiert das Ziel, eine Architektur zur verteilten RTT-Messung und Teilstreckenanalyse zu entwickeln.

2 Theoretische Grundlagen zur passiven RTT-Messung: Hier werden aktive und passive Messmethoden gegenübergestellt sowie das für diese Arbeit zentrale SYN/ACK-Verfahren und der Algorithmus zur verteilten RTT-Messung erläutert.

3 Konzeption der verteilten Messarchitektur: Dieses Kapitel beschreibt den Aufbau der Messsonden, die Datenbankverarbeitung in der SondenDB, den Datentransport sowie Sicherheitsaspekte wie SSH-Tunneling.

4 Realisierung und Evaluierung der verteilten Architektur: Es folgt die Beschreibung der praktischen Umsetzung und die detaillierte Auswertung der Messergebnisse bezüglich der System-Skalierbarkeit.

5 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und diskutiert Lösungsansätze für die bei der Evaluierung identifizierten Probleme bei der Datenverarbeitung.

Schlüsselwörter

Round-Trip-Time, RTT-Messung, passive Messung, SYN/ACK-Methode, Three-Way-Handshake, verteilte Messarchitektur, Messsonde, TCP-Verbindung, Netzwerk-Performance, PostgreSQL, Datensicherheit, SSH-Tunnel, Skalierbarkeit, Gateway-Router, Teilstreckenverzögerung.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Implementierung einer verteilten Architektur zur passiven Messung der Round-Trip-Time (RTT) in Computernetzen, um die Ursachen von Latenzen genauer zu analysieren.

Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?

Die zentralen Felder umfassen die passive RTT-Bestimmung durch TCP-Analyse, die Architektur von verteilten Messsonden, Datenbank-Strukturen für Messdaten und die Evaluation der Systemleistung.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Ziel ist die Bereitstellung einer Infrastruktur, die es ermöglicht, sowohl die RTT einer Gesamtverbindung als auch die Verzögerungen einzelner Netzwerk-Teilstrecken zwischen Gateway-Routern zu ermitteln.

Welche wissenschaftliche Methode kommt zur Anwendung?

Es wird eine passive Messmethode verwendet, die auf der Analyse des Three-Way-Handshakes (SYN/ACK) von TCP-Verbindungen basiert, da hierfür keine zusätzlichen Testpakete (wie bei ICMP/Ping) generiert werden müssen.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Fundierung, das Design der Messsonde und der SondenDB sowie die detaillierte Beschreibung der Realisierung und die anschließende Evaluation der Skalierbarkeit des Systems.

Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?

Die wichtigsten Begriffe sind RTT (Round-Trip-Time), TCP-Analyse, verteilte Messsonden, SYN/ACK-Methode und Skalierbarkeits-Analyse.

Warum wurde ein SSH-Tunnel für den Datentransport gewählt?

Da die Datenübertragung zwischen den Messsonden (SondenDB) und dem zentralen Data Warehouse (NDW) über das Internet unverschlüsselt erfolgt, dient der SSH-Tunnel dazu, dieses Sicherheitsrisiko zu minimieren.

Welches Problem ergab sich bei der Verwendung der libpcap-Bibliothek?

Die Evaluierung zeigte, dass die Bibliothek nicht effizient genug parallel arbeiten kann, da der Schreibprozess der Daten in die Datenbank die gleichzeitige Überwachung neuer Netzwerk-Frames blockiert und somit zu Datenverlusten führt.