Programmdokumentation Metari

Programmversion 1.16  -  Stand: 12.05.2011


   
     
 

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 Programmaufbau 

 Metari-Klient

 Echo-Server

 Verbindungstests

Testmodi

Auswertung

 Index

 
     

Einführung

Metari wurde entwickelt, um auf einfache und schnelle Weise die Qualität und Leistungsfähigkeit von Netzwerkverbindungen zu testen und bewerten. Dies betrifft sowohl Verbindungen innerhalb eines LANs als auch Verbindungen die über Internetzugänge oder Standleitungen verlaufen.

Das primäre Einsatzgebiet ist die Analyse der VoIP Eigenschaften von Netzen. Die Software lässt sich allerdings auch zur Bewertung von Standard LAN oder WLAN Installationen einsetzen.

Systemvoraussetzungen:

Metari ist ein 32Bit Programm für  Windows 2000, Windows XP,  Windows Vista und Windows 7, welches auch unter den 64 Bit Versionen der Betriebsysteme eingesetzt werden kann.

 

VoIP Predeployment Messungen

Schätzungen sagen aus, dass über 80 Prozent der derzeit existierenden Firmennetzwerke nicht für die VoIP Einsatz gerüstet sind. Deren begrenzte Echtzeitfähigkeit ist den zusätzlichen Anforderungen nicht gewachsen. Erst eine Messung und die sich daraus ergebende qualitative Beurteilung des Netzwerks gibt Sicherheit.

Um eine realistische Einschätzung darüber zu erhalten, ob das Netz im derzeitigen Zustand überhaupt VoIP-fähig ist, kann Metari schrittweise das geforderte Gesprächsaufkommen aktiv generieren und gleichzeitig die zu erwartende Sprachqualität ermitteln Alle für VoIP relevanten Parameter können gemessen und bewertet werden: der Paketverlust (sowohl der reale als auch der durch den eingesetzten Sprachcodec bedingte), die Laufzeit der Pakete für Hin- und Rückweg (Delay) und der Jitter. Durch die ausführlichen Auswertungsmöglichkeiten werden Sie so in die Lage versetzt, auch vor einer VoIP Installation die zu erwartende Sprachqualität zu bestimmen.

Simulation der VoIP Gespräche, Einfluss von QoS

Metari simuliert VoIP Gespräche an Hand eines UDP/RTP Paketstroms, wobei sowohl der UDP Port als auch der Wert des DSCP Feldes (Differentiated Services Code Point) innerhalb der IP-Pakete frei gewählt werden kann. Dies betrifft sowohl den Metari Klienten der die Tests initiiert als auch den in Metari beinhalteten Echo-Server.

Indem Sie Warteschlangen von Routern und DSCP-Werte konfigurieren, können Sie dem Netzwerkverkehr unterschiedliche Servicelevels zuweisen. Durch die Möglichkeit, den DSCP Wert für die Tests frei zu bestimmen können Sie nun beurteilen, ob eine in Ihrem Netzwerk implementierte QoS Strategie, die für zeitkritischen Verkehr andere DSCP Werte verwendet, erfolgreich ist.

Kapazitätstests

Bei einer VoIP Messung kann man mit Metari den Datenverkehr einer oder aber mehrerer VoIP Verbindungen erzeugen und die zu erwartende Gesprächsqualität ermitteln. Dadurch kann man im Vorfeld ermitteln, wie sich eine Erhöhung der VoIP Verbindungen auf die Gesprächsqualität auswirkt. Mit zunehmender Zahl paralleler Verbindungen lassen sich die Leistungsgrenzen von Netz und Komponenten ermitteln und Sie können sehen, ab welcher Last oder ab wie vielen VoIP-Gesprächen die Gesprächsqualität inakzeptabel wird. D.h. Sie können mit Metari eine VoIP Kapazitätsplanung des bestehenden Netzes durchführen.

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Metari Programmstruktur

Ein Metari-Verbindungstest findet immer zwischen zwei Punkten im Netzwerk statt. Auf der einen Seite ist der Metari-Klient, der die Parameter für den Test, wie Laufzeit, VoIP-Codec etc. bestimmt und den Test initiiert, und auf der anderen Seite ist ein Metari-Echo-Server, der die Pakete des Klienten an diesen zurücksendet (daher Echo-Server).

Programmvoraussetzungen
Sowohl der Metari-Klient als auch der Echo-Server sind Programme für alle 32 Bit Versionen von Microsoft Windows (Windows 9x/Me, Windows NT, Windows 2000, Windows XP). Empfohlen wird der Einsatz von mindestens Windows 2000. Zum Durchführen der Tests wird eine im System installierte Netzwerkkarte benötigt.

Der erste Programmstart - Konfiguration des Netzwerkinterfaces
(Menüpunkt: Datei -> Netzwerk- und TCP/IP Einstellungen)

Obiges Konfigurationsfenster öffnet sich beim ersten Start des Programms automatisch.

Falls Ihr Rechner über mehrere Netzwerkkarten verfügt, kontrollieren Sie zunächst, ob die korrekte Karte ausgewählt ist. Als nächstes kontrollieren Sie die IP-Konfiguration die Metari verwenden soll. Normalerweise ist dies auch die Konfiguration, die unter Windows verwendet wird. Metari verwendet allerdings einen eigenen TCP/IP Stack. Daher können Sie auch eine andere Konfiguration verwenden.

Wenn Metari- und Windows-Konfiguration übereinstimmen wird unter der Auswahlbox der Text der Windows Konfiguration blau angezeigt. Falls die Einstellungen unterschiedlich sind wechselt die Anzeige auf rot. Über die rechte Maustaste kann ein Pop-Up-Menü aktiviert werden, über das die Metari-IP Konfiguration auf die Windows-Konfiguration gesetzt werden kann.

Der Metari-Klient

Der Klient ist wiederum in zwei Teile gegliedert: den Paketgenerator, wo die Art des Tests und dessen Dauer festgelegt werden und das Auswertungsmodul, das verschiedene Möglichkeiten für die Anzeige der Testergebnisse liefert.

Beide Module werden nach Programmstart automatisch untereinander angezeigt:

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Installation des Metari Echo-Servers:

Damit ein Verbindungstest durchgeführt werden kann, muss auf der Gegenseite eine Instanz des Metari-Echo-Servers aktiv sein. Der Echoserver ist Bestandteil einer Metari Installation und kann über einen Browser vom Metari Klienten downgeloadet werden. Wenn der Metari Klient gestartet wurde wird automatisch ein Webserver mitgestartet, der den Download des Echo-Servers über den (Standard http-) TCP Port 80 anbietet. Wenn auf dem System dieser Port z.B. durch einen anderen Webserver belegt ist, erhalten Sie eine Meldung und müssen einen anderen freien TCP Port wählen. Dies ist auf der ersten Registerseite der Konfiguration (Menüpunkt: Datei -> Konfiguration) möglich:

Hier wird auch angezeigt, welche Adresse die Gegenstelle in der Adresszeile des Browsers eingeben muss, um den Echo-Server herunterladen zu können (Der Zugriff auf die Downloadseite erfolgt über: ...). Beachten Sie bitte, dass der gewählte TCP-Port auf dem Zwischenweg zwischen Echo-Server und Metari Klienten nicht durch einen Firewall blockiert werden darf.

Die Gegenstelle erhält zum Download des Echo-Servers folgende Webseite:

Der Metari Echo-Server benötigt ein installiertes WinPCap Interface. Falls auf dem System noch kein WinPcap Interface, welches z.B. in Ethereal enthalten ist, installiert ist, muss dieses zunächst heruntergeladen und nachfolgend installiert werden. Der Echo-Server selbst erfordert keine Installation, sondern kann direkt aus dem Verzeichnis in welchem der Download erfolgte gestartet werden. Es empfiehlt sich den Download in ein separat angelegtes Verzeichnis durchzuführen, da an dieser Stelle auch die Konfigurationsdateien des Echo-Servers abgelegt werden.

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Starten des Echo-Servers

Nach dem ersten Aufruf des Echo-Servers werden Sie zunächst gebeten, die Netzwerkeinstellungen zu überprüfen. Hier gilt das zuvor zur Netzwerkkonfiguration des Metari-Klienten gesagte. Danach öffnet sich folgendes Fenster:

Erst durch Setzen der Einstellung Metari Echo Server aktivieren wird der Server aktiv und beantwortet alle Paketen von Metari Klienten, unabhängig davon, welcher UDP Port dort für den Test gewählt wurde. Sie können verfolgen, welche Klienten mit welchen IP-Adressen, UPP-Ports und DSCP-Einstellungen aktiv sind oder waren.

Über das Menü des Echo-Servers können Sie:

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Definition und Durchführung eines Verbindungstests:

Die Vorgehensweise zur Festlegung der Testparameter sowie die nachfolgende Ausführung eines Verbindungstests soll im folgenden schrittweise beschrieben werden. Die Schritte beziehen sich auf die im Screenshot des Paketgenerators rot eingezeichneten Nummern:

1./2. Auswahl des Testmodus
Zunächst ist auszuwählen, welche Art von UDP/RTP Paketstream generiert werden soll. Dies kann entweder direkt durch Auswahl des gewünschten Testtyps aus der Liste (1.) geschehen oder aber durch Öffnen des Fensters, in welchem alle bereits definierten Testtypen angezeigt werden (Button Liste der Testmodi - 2.)

3. Auswahl des Metari Echo-Servers
Als nächstes wird die Gegenstation ausgewählt, mit welcher der Test durchgeführt werden soll. Auf dieser muss der Metari Echo-Server aktiv sein.

4. Auswahl des UDP Ports, der beim Test verwendet werden soll. Dies sollte bei VoIP Tests der Port sein, welcher bei den Gesprächen für den RTP Verkehr verwendet wird. (Beispiele: 1863,5004,5190,6901)

5. Auswahl des Wertes für das DSCP Feld. Zulässig sind Werte zwischen 0 und 63.
Das Konzept von DiffServ (Differentiated Services) besteht darin, Dienste in wenige QoS-Klassen zu unterteilen und für jede Klasse von Diensten wird ein Satz von Behandlungsregeln definiert. Dazu werden die Datenpakete in Ihrem DSCP Feld (DiffServ Code Point) (früher TOS-Feld ) entsprechend Ihrer Dienstklasse im IP-Header markiert. Sobald nun ein Datenstrom ein DiffServ-Netz passiert, interessieren sich die Router nicht mehr für den einzelnen Datenfluss, sondern leiten ihn entsprechend des DSCP-Feldes weiter. Unternehmenskritischer Netzwerkverkehr kann beispielsweise bevorzugt und ohne Verzögerung weitergeleitet werden - ohne dass er von weniger wichtigen Daten aufgehalten wird.

DSCP-Werte können Prioritätswarteschlangen zugewiesen werden. Die folgende Tabelle enthält oft verwendete Standard-DSCP-Zuordnungen zu Warteschlangenwerten:
DSCP-Wert Werte der Weiterleitungswarteschlangen
0-15 q1 (Niedrigste Priorität)
16-31 q2
32-47 q3
48-63 q4 (Höchste Priorität)

In der Grundeinstellung sendet der Metari Echo-Server die Pakete mit dem gleichen DSCP Wert an den Klienten zurück. Dies kann im Echo-Server auch umgestellt werden.

6. Auswahl, wie viele Verbindungen des unter 1. ausgewählten Typs parallel simuliert werden sollen.

7. Auswahl ob der Test automatisch nach einer bestimmten Zeitspanne enden soll. Falls ja, kann die Laufzeit in Sekunden, Minuten oder Stunden gewählt werden.

8. Starten des Tests. Falls der Test automatisch beendet werden soll, wird rechts die noch verbleibende Zeit und darüber der prozentuale Anteil der bereits verstrichenen Testlaufzeit angezeigt.

In der Konfiguration kann gewählt werden, ob ein Test automatisch beendet werden soll, falls für einen bestimmten Zeitraum keine Antwortpaket des Echo-Servers empfangen wurden

(Menüpunkt: Datei -> Konfiguration -> Registerkarte Allgemein)

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Ändern bzw. Neudefinition von Testtypen:

(Button: Liste der Testmodi)

Hier werden alle bereits definierten Testmodi angezeigt, die der Metari-Klient verwenden kann.

Ein Testmodus wird definiert durch:

  1. einen eindeutigen Testnamen
  2. den zeitlichen Abstand zweier aufeinander folgender Pakete in Millisekunden
  3. die Paketgröße in Bytes inkl. dem Ethernet Paket Header
  4. der Zeitspanne in Millisekunden ab wann der Codec ein Paket verwerfen müsste, da es zu spät eintraf, (Eingabe 0, falls es keinen Codec-bedingten Verlust gibt oder dieser nicht bewertet werden soll)
  5. dem Grenzwert für die Paket-Laufzeit hin und zurück (Two-Way Delay, Latenz, Verzögerung)
  6. dem Grenzwert für den Jitter
  7. dem Grenzwert für den Paketverlust (Summe aus realem und Codec-Verlust)

In grau wird als Information angezeigt, wie viele Pakete pro Sekunde und wie viele kBit pro Sekunde ein Testmodus generiert. Diese Werte ergeben sich aus den Punkten 1. und 2. und können nicht editiert werden. Wenn es sich um eine VoIP Codec Simulation handelt wird zusätzlich angezeigt, wie groß die Nutzdatenlänge im Paket ist und wieviele Nutzdaten pro Sekunde übertragen werden. Die Nutzdatenlänge ergibt sich aus der Paketlänge abzüglich Ethernet-Header (14 Bytes), IP-Header (20 Bytes), UDP-Header (8 Bytes) und RTP-Header (12 Bytes).

Die Liste der Testmodi kann über das Menü  gespeichert und geladen werden, sodass Sie mit mehreren Listen arbeiten können. Zudem können neue Modi eingefügt und bestehende gelöscht werden.

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Das Metari Auswertungs-Modul

Das Auswertungsmodul bietet 7 Registerseiten, 6 davon für verschiedene Arten der Datenauswertung und eine für das zusammenfassende Reporting.

1. Direkte Auswertung durch Zeigerinstrumente:

Diese Anzeige zeigt auf einen Blick den aktuellen Status. In der oberen Hälfte finden Sie drei Instrumente für den durchschnittlichen Paketverlust, das durchschnittliche Delay und den durchschnittlichen Jitter, gemessen in den letzen n Sekunden des Tests. Die Intervalldauer n ist unten links wählbar.

In der unteren Hälfte sind die entsprechenden Instrumente für den gesamten Test. Beim Verlust wird unter dem Instrument angezeigt, ob es sich um realen Paketverlust und/oder Codec-bedingten Verlust handelt.

Zudem wird als Status unten angezeigt, ob das Testergebnis (bisher) erfolgreich ist. Falls nicht, wird angezeigt, welcher der Grenzwerte überschritten wurde.

2. Gesamtauswertung in Tabellenform:

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Hier wird das Testergebnis in einer Tabelle zusammengefasst.

Dargestellt werden:

Diese Tabelle wird in jedem erzeugten Report dargestellt.

Die Tabelle kann -auch während der Test noch läuft- als CSV- HTML oder Excel-Datei gespeichert werden. Der Excel-Export ist nur möglich, wenn MS-Excel auf dem System installiert ist.

3. Tabelle des zeitlichen Verlaufs:

Hier wird der zeitliche Verlauf der Messwerte basierend auf einem selbst gewählten Zeitintervall in einer Tabelle erfasst. Das Zeitintervall ist identisch zudem welches bei der Anzeige durch die Zeigerinstrumente gewählt wurde.

Sie können wählen, ob neue Messwerte zu Beginn der Tabelle oder am Ende eingefügt werden sollen. Im ersteren Fall ist die Tabelle dann zeitlich absteigend sortiert, im letzteren zeitlich aufsteigend.

Die Tabelle kann durch einfachen Klick in die betreffende Spaltenüberschrift umsortiert werden. Beachten Sie bitte, dass, wenn Sie dies während der laufenden Messung tun, neue Messwerte nicht automatisch neu einsortiert werden, sondern gemäß obiger Einstellung am Anfang oder am Ende hinzugefügt werden.

Zudem können Sie auswählen, ob Sie die Daten aller Zeitintervalle oder nur der Zeitintervall mit negativem Testergebnis sehen wollen. Auf diese Weise können Sie leicht Zeiträume mit schlechten Netzbedingungen ausfiltern.

Auch diese Tabelle kann als CSV, HTML- oder Excel-Datei exportiert werden. Sie kann optional in den Report eingebunden werden.

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4. Grafiken des zeitlichen Verlaufs:

Die grafische Auswertung basiert ebenfalls auf dem o.g. Zeitintervall.
Dargestellt werden pro Zeitintervall:

Für alle drei Grafiken gilt: Falls die Werte über den für den verwendeten Testmodus definierten Grenzen liegen werden die Punkte rot dargestellt.

Über den Button Konfigurieren kann die Anzahl der Punkte (= Zeitintervalle), die in den Grafiken festgehalten werden sollen, eingeschränkt werden und es kann festgelegt werden, wie viele Zeitintervalle auf einer Seite der Grafik dargestellt werden sollen und wie die Grafiken formatiert werden sollen.

Ein Beispiel: bei einer Testlänge von 12 Stunden und einem Zeitintervalllänge von 30 Sekunden ergeben sich insgesamt 2 * 60 * 12 = 1440 Zeitintervalle. Falls pro Grafikseite 240 Intervalle dargestellt werden sollen, gibt es 6 Grafikseiten für den gesamten Test, wobei jede einen Zeitraum von 2 Stunden darstellt.

Per default werden die Grafiken in der Höhe automatisch formatiert, d.h. der maximale Wert der Y-Achse richtet sich nach dem maximal gemessenen Wert. Sie können dies umstellen, indem Sie den Maximalwerte der drei Grafiken manuell bestimmen. Änderungen wirken sich direkt auf die Grafiken aus, ohne dass Sie das Konfigurationsfenster schließen.

Die Grafiken können optional in den Report eingebunden werden. Falls es mehre Seiten der Grafiken gibt, werden diese direkt untereinander im Report angezeigt.

5. Grafiken für die Netzwerkstatistik (lokal und remote):

Sowohl der Metari-Klient als auch der Echo-Sevrver messen während der Tests im eingestellten Zeitintervall, wie viele Pakete, IP-Pakete, TCP-Pakete, UDP-Pakete, ICMP-Pakete, Broadcasts und Metari-Pakete empfangen werden. Die entsprechenden Werte werden als Zähler pro Sekunde in einer Grafik eingetragen.

Alle Parameter lassen sich einzeln über die Aktivierung oder Deaktivierung der Auswahlboxen links unten neben der Grafik ein- oder ausblenden. Zudem lassen sich alle lokal vom Klienten gemessenen Werte und alle remote vom Server gemessenen Werte über jeweils eine Auswahlbox ein- und ausblenden.

Die lokalen Messwerte werden als Linie dargestellt und die remote gemessenen Werte als kleine Dreiecke.

Im idealfall sollten die Werte der Metari-Pakete und aller Pakete nahezu deckungsgleich sein. (Was in oben gezeigten Beispiel nicht der Fall ist). Anderenfalls kann die Messung durch andere Netzaktivität am Klineten und/oder Server negativ beeinflusst werden.

6. Grafiken für die Verteilung der Delays und des Jitters:

Diese Grafiken zeigen in welchen Häufigkeiten bestimmte Delay- und Jitter-Werte aufgetreten sind. Die Grafiken können optional in den Report eingebunden werden.

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Reporting

Metari kann zu jedem Test einen ausführlichen Report im HTML Format erzeugen.

Folgende Elemente können vor den eigentlichen Testergebnissen in den Report eingebunden werden:

Es folgt das Testergebnis als ausführliche Tabelle.

Nachfolgend können außer den Zeigerinstrumenten alle anderen oben besprochenen Auswertungsmöglichkeiten in den Report eingebunden werden. Die Tabelle des zeitlichen Verlaufs kann komplett und/oder gefiltert im Report gezeigt werden.

Bevor der Report über den Button Report erzeugen angelegt wird sollten Sie das Verzeichnis und den Dateinamen des Reports kontrollieren.

Um eine leichte und sinnvolle Strukturierung der Ergebnis-Reports zu ermöglichen kann Metari folgende Platzhalter im Dateinamen und Pfad der Report-Datei verwenden:

Der sich daraus ergebende Dateiname wird automatisch im Bereich unter den Eingabefeldern angezeigt.

Nachdem Sie einen Report angelegt haben, kann dieser direkt über den Button Zuletzt erzeugten Report anzeigen im Default-Browser kontrolliert werden.

 

CSV Daten:

Zusätzlich kann Metari die Daten in CSV Dateien abspeichern. Dies ermöglicht die spätere Auswertung z.B. mit Excel.

Hierbei wird automatisch unterhalb des gewählten Stammverzeichnisses eine Verzeichnisstruktur nach Jahren und Monaten erzeugt und in jedem Monatsverzeichnis wird eine CSV-Datei pro Tag erzeugt.

Als Trennzeichnen zwischen den Werten wird ein Semikolon verwendet.

 


Stichwortverzeichnis: