Wskaźniki jakości łącza

Dumałem trochę nad parametrami łącza internetowego, które abcc mógłby mierzyć, poza tym, komentarze pod wpisem o założeniach abcc trochę pomieszały mi szyki, jeśli chodzi o chronologię, więc najwyższy czas przejść do rzeczy.

Techniczne wskaźniki jakości łącza internetowego to:

  • Opóźnienie – czyli potocznie lag albo ping, zrozumiała chyba dla każdego miara i dość powszechnie używana do określenia, czy łącze jest sprawne. Im jest mniejsze, tym lepiej. Ma znaczenie przy korzystaniu interaktywnym, czyli SSH/remote desktop albo graniu w gry online (zwł. FPP). Niezbyt istotne przy pobieraniu danych czy strumieniowaniu.
  • Straty pakietów – na sprawnym łączu strat nie ma. W przypadku łącz bezprzewodowych lub awarii, straty mogą się pojawiać. Wiążą się z koniecznością retransmisji pakietów lub utratą danych. Mają znaczenie praktycznie wszędzie. Im niższa wartość, tym lepiej.
  • Jitter – zmienność opóźnienia pakietów, czyli dokładniej statystycznie, wariancja opóźnienia pakietów. Ma znaczenie przy korzystaniu interaktywnym, szczególnie przy transmisji głosowej/video. Im niższa wartość, tym lepiej.
  • Prędkość pobierania – określa, jak szybko można pobierać dane. Ważne przy pobieraniu danych.
  • Prędkość wysyłania – określa, jak szybko można wysyłać dane. Ważne tylko przy wysyłaniu większych maili itp.

W wariancie minimum planuję mierzyć tylko dwie pierwsze miary. Waham się nad jitterem – prawdopodobnie kiedyś zaimplementuję, ale wymagałoby zmiany bibliotek i/lub liczenia wszystkiego samodzielnie. Wykonalne, ale na początek mało istotne. Z uwagi na pierwotne zastosowania (GSM) i możliwość opłat za transfer, rezygnuję z badania prędkości pobierania i wysyłania. Zresztą, jest szansa, że same pomiary mogłyby tu wpłynąć na funkcjonowanie łącza, szczególnie słabszego. Dodatkowo wymagany jest host zdalny, udostępniający określoną zawartość (w przypadku downloadu) lub pozwalający na wysyłanie treści (w przypadku uploadu). Nie skreślam zupełnie, ale zdecydowanie nie pojawi się w pierwszej wersji, a jeśli się pojawi, to domyślnie będzie wyłączony.

Na koniec pozostała część zasadnicza, czyli formuła określająca jakość łącza. Ponieważ dla większości parametrów im niższa wartość, tym lepiej, stwierdziłem, że najprościej jest liczyć tylko koszt, czyli sumować „punkty karne”, łącze o najniższej wartości „wygrywa”. W przypadku dwóch ostatnich parametrów łatwo zamienić je na analogiczne miary – im niższy czas przesyłania znanej ilości danych, tym lepiej.

Ostatecznie na razie wyszło coś takiego:

f(route)= suma(mnożnik_IP * (mnożnik_strat_route * straty_IP + mnożnik_opóźnień_route * opóźnienie_IP))

Dodatkowo całość należałoby przemnożyć przez mnożnik dla danego łącza[1] i wprowadzić, czy to do wzoru, czy przy podejmowaniu decyzji o przełączeniu, koszt przełączenia. Docelowo przydała by się pewnie jeszcze jakaś normalizacja względem ilości IP, żeby dodanie dodatkowych IP do sprawdzania nie powodowało zmiany wartości, bo to zmienia rolę kosztu przełączania. Najprostsza byłaby średnia, ale gryzie się z mnożnikami dla poszczególnych IP. Te z kolei chciałem mieć, bo wyobrażam sobie sytuację, że ktoś chce sprawdzać jakość łącza do różnych IP docelowych, ale niektóre (np. IP firmy) są bardziej istotne przy podejmowaniu decyzji.

Mnożniki dla route wprowadziłem z uwagi na możliwość ustawiania nie tylko routingu domyślnego, ale dla poszczególnych tras. Może się zdarzyć, że do sieci, do której łączymy się przez SSH ruch będzie wysyłany innym łączem, niż podstawowe, ze względu np. na mniejsze opóźnienia. Raczej na wyrost w tej chwili, ale kiedyś pewnie się przyda.

Przechodząc do spraw praktycznych: pobawiłem się chwilę w weekend, jest PoC – czytanie konfiga, część przykładowego konfiga, przepingowanie IP, liczenie kosztu (niedoskonałe). Czekam na zamówiony modem GSM. 56 linii kodu, commit do repo pewnie w tym tygodniu, ale o tym następnym razem. 😉

[1] Koszt łącza miałby być dodatkowym parametrem, dzięki któremu użytkownik może w jakiś sposób odwzorować parametry pozatechniczne, choćby koszt transmisji za pośrednictwem danego łącza.

Porządki

Od jakiegoś czasu noszę się – niezbyt intensywnie, ale jednak – z zamiarem zmiany dostawcy internetu u rodziców, czyli rezygnacji ze starego, wolnego łącza ADSL, ale taniego w wartościach bezwzględnych, będącego zaszłością na rzecz czegoś nowego, szybszego i przede wszystkim tańszego. Bo 1 Mbps ssie coraz bardziej. Klasyczne radiówki-osiedlówki odpadały zawsze w przedbiegach. Prędkość OK, ale za dobrze znam realia, więc wiem, że ze stabilnością może być… różnie, a na prędkości aż tak mi nie zależy. Do tego dochodzi jednak konieczność montażu anteny i to, plus brak istotnych różnic w cenie przeważa szalę. Żeby był sens cokolwiek zmieniać, to cena musiałaby spaść do jakichś 25 zł/m-c.

Potem pojawił się internet od operatorów GSM. Początkowo drogi, ale ceny już spadły, transfery i opóźniania są niższe, niż na obecnym rozwiązaniu. Jedynym problemem, który pozostał, są pakiety ruchu. Na routerze mam odpalonych trochę własnych gratów (backupy, wykrywanie spamu na Blox itp. itd.), do tego dochodzi ruch generowany przez komputery. Z logów pppd wynika, że wysyłane dane to 50-100 MB/dobę, a pobierane to 500-1000 MB. Gdyby któryś operator dawał 30 czy 50 GB w pakiecie za grosze, to nie byłoby problemu, ale niczego takiego nie znalazłem (TBH nie szukałem jakoś intensywnie).

Zatem do tej pory głównym blokerem było ustalenie, co generuje transfer. O ile ustalenie, czy ruch powstał lokalnie, czy pochodzi z końcówek nie jest problemem (wystarczy sprawdzić liczniki na interfejsach), o tyle totalnie odbiłem się od możliwości ustalenia, które procesy generują ruch sieciowy w Linuksie. Tzn. problemu nie ma, jeśli są to działające cały czas demony, ale jeśli mamy – jak w tym przypadku – wiele skryptów uruchamianych z crona, w dodatku korzystających z zewnętrznych poleceń to jest… ciężko. Wyszło mi, że można albo zrobić wrapper, podpiąć go pod wszystkie skrypty i zliczać ruch przy wywołaniu, albo – jeśli uruchomione procesy działają dłużej – uruchamianie z crona skryptu, który sprawdzi dane dla aktualnie uruchomionych procesów w /proc. Tak czy inaczej, trochę za dużo pracy w stosunku do potencjalnego zysku, bo ostateczne i tak nie wszystkie skrypty chcę wynieść na obcą infrastrukturę.

Dziś siadłem, rzuciłem okiem w crona i odpowiedziałem sobie na zajebiście ważne pytanie: co jest tak naprawdę niezbędne? Zbieranie danych o Blox i spamie – z tego nic się nie urodzi. Backupy blogów – przeniesienie w inne miejsce jest trywialne. Więc nie będę zliczał ruchu, tylko wyłączę rzeczy, które raczej generują spory transfer, a które były kiedyś fajne i zajmujące, ale są już nieprzydatne i działają z rozpędu. Za tydzień zaś po prostu sprawdzę, ile jest wygenerowanego ruchu i jak to się ma do pakietów danych w GSM.

I tu pytanie do czytelników. Jakie rozwiązania (operatorzy, pakiety) do transmisji danych po GSM polecacie? Warunki brzegowe: cena oraz brak abonamentu (dokładniej: lojalki). Na razie na oku mam:

  • Aero2 z pakietami 30 GB za 30 zł (to na wypasie, starczyłoby i teraz, ale jak mówiłem, bez sensu zmiana cenowo) oraz 3 GB za 5 zł (brzmi bdb i jest spora szansa, że po porządkach dwa czy trzy takie wystarczą w zupełności)
  • Virgin Mobile z pakietami 3 GB za 15 zł oraz 10 GB za 25 zł (gdybym mieścił się w odpowiednio dwóch i jednym pakiecie). Niby drożej, ale jest szansa, że opędzę wszystko na kodach USSD plus dochodzi normalny numer głosowy, co może nie być głupie.

Aero2 – powiadamianie o konieczności wpisania CAPTCHA

Kolejny wyjazd na urlop i znowu dostęp do internetu sponsoruje Aero2. Oczywiście w wariancie z kompresowanym tunelem i proxy cache’ującym. Pewnie gdyby nie to rozwiązanie, to po prostu kupiłbym pakiet w Aero2, bo są naprawdę tanie. A jak testowałem przy okazji awarii netu u mojego ISP – śmiga to bardzo dobrze. Tak czy inaczej, gołe Aero2 jest nieprzyzwoicie wolne do WWW. Po włączeniu ww. proxy śmiga na tyle dobrze, że stwierdziłem, że nie ma sensu kupować. Tym bardziej, że nie pamiętam, czy aktywują od razu itp., a po włączeniu rozwiązania z tunelem wszystko działało. Przy czym najwięcej czasu przy włączaniu zajęło odszukanie wpisu z opisem.

W związku z użyciem ww. proxy WWW pojawia się jeden problem: nie działa przekierowanie. Co za tym idzie, podstawowa przeglądarka nie wyświetla w takiej konfiguracji pytania o captcha. Zresztą, nawet gdyby przekierowanie działało, to mało ono pomaga przy czynnym korzystaniu z internetu, tj. nie przy biernym przeglądaniu, ale np. podczas pisania komentarza na jakiegoś bloga. Co prawda dzięki dodatkowi Lazarus do przeglądarki (polecam!; dead link) treść komentarza nie zginie nawet jeśli funkcja cofnij w przeglądarce nie działa i nastąpi przekierowanie. Postanowiłem jednak sprawę ułatwić, przez napisanie prostego skryptu w Perlu, który sprawdzi dostępność zdefiniowanych hostów. A przy braku dostępności zadanej ilości wyświetli wyskakujące powiadomienie (xmessage). Przy czym sprawdza dość często (co 15 sekund), a jak brak łączności, to przerwa jest dłuższa.

Wyszło trochę ciekawiej, niż się spodziewałem. Wiadomo, że mocną stroną Perla są moduły, więc postanowiłem oprzeć się na dedykowanym module. Po pierwsze, okazało się, że Net::Ping domyślnie korzysta z TCP, nie ICMP, którego planowałem użyć, ale wydało się nawet lepsze. Niestety tylko do czasu, gdy okazało się, że przy podaniu hostów w formie domen i sprawdzaniu portu 80, za sprawą mechanizmu przekierowania Aero2, strona nadal jest dostępna. Tyle, że jest to strona mówiąca o konieczności wpisania captcha.

Rozwiązania są trzy. Pierwsze, to sprawdzanie zawartości strony, tj. czy nie pojawił się tekst mówiący o konieczności wpisania kodu captcha. Po pierwsze komplikuje to budowę skryptu. Po drugie, zmniejsza jego uniwersalność (będzie działał tylko dla Aero2), po trzecie, możliwe, że przestanie działać przy jakiejś zmianie komunikatu. Drugie rozwiązanie, to podanie IP zamiast nazw domenowych. Przy takim rozwiązaniu przekierowanie dokonywane przez Aero2 nie będzie miało wpływu. Mniej czytelne i… zwyczajnie nie wpadłem w pierwszej chwili.

Zamiast tego postanowiłem skorzystać z wersji najoczywistszej i pierwotnie zamierzonej: wykorzystać jednak ICMP do sprawdzania osiągalności hostów. I tu największa niespodzianka: Net::Ping (ogólnie Perl) do wykorzystania ICMP wymaga uprawnień roota. Zdziwiłem się, ale po prostu tak jest i nie jest to feature Perla, a systemu. Zwykli użytkownicy nie mają dostępu do tworzenia socketów. Z tego co znalazłem w sieci, polecane/najprostsze rozwiązanie na obejście tego to… wykorzystanie systemowego polecenia ping, do którego zwykle użytkownicy mają dostęp (SUID). Tak też uczyniłem.

Efekty można zobaczyć na mojej ulubionej sieci społecznościowej (hrhrhr), czyli w repo aero2-watch na GitHubie. Grupa potencjalnych użytkowników bardzo wąska (Linux + Aero2), ale może się komuś przyda…

Gdyby ktoś się zastanawiał, czemu klepię skrypty/siedzę na necie na urlopie to: lubię i zawsze to robię. Poza tym, do porannej kawy jak znalazł; robię też inne, typowo urlopowe rzeczy; napisanie ~50 linii w Perlu trwa znacznie krócej, niż napisanie tego wpisu.