Recording packet drop exceptions in a service provider network with Juniper Resiliency Interface

Abstract

Verkkopakettien pudotuksia tapahtuu verkossa jatkuvasti, ja ne vaikuttavat usein negatiivisesti verkossa toimiviin palveluihin. Kehittämällä menetelmiä pakettipudotusten ymmärtämiseen ja vähentämiseen voidaan parantaa vikojen korjausaikaa ja siten lisätä asiakastyytyväisyyttä. Opinnäytetyössä tutustuttiin Juniper Resiliency Interface ominaisuuteen, joka mahdollistaa verkkopaketti pudotusten nauhoittamisen Juniperin laitteilla. Vaikka ominaisuus on suhteellisen uusi, perustuu se jo tunnettuihin teknologioihin, kuten IPFIX -protokollaan, jolla on mahdollista kerätä dataa verkkoliikenteestä. Verkkoliikenteen sijaan Juniper Resiliency Interface kerää dataa ainoastaan verkkopaketti pudotuksista, paljastaen esimerkiksi ajan, sijainnin ja syyn, miksi verkkopaketti on jouduttu pudottamaan. Teoreettisen tarkastelun lisäksi opinnäytetyössä rakennettiin järjestelmä, jolla verkkopaketti pudotus dataa kerätään, käsitellään ja visualisoidaan. Tämän järjestelmän ytimessä toimii Python ohjelma, joka kerää, käsittelee ja tallentaa tiedot sekä hallitsee verkoista johtuvia mahdollisia poikkeustilanteita. Visualisointiin ja tehokkaaseen tietojen tallennukseen järjestelmä käyttää Grafana-alustaa ja TimescaleDB-tietokantaa. Opinnäytetyö toteutettiin laboratorioympäristössä, jossa ominaisuuden huomattiin tuottavan tarkkaa ja hyödyllistä tietoa. Työn merkittävin tulos oli verkkopaketti pudotusten visualisointi, joka mahdollistaa verkon vikakohtien paikantamisen.

Packet drops occur frequently in networks and often disrupt the services that rely on them. Developing methods to detect and mitigate packet loss can improve fault recovery time and enhance customer satisfaction. This thesis examined a new feature from Juniper Networks enables the recording of packet drops on Juniper routers. Although the feature is a new technology, it relies on established technologies, such as IPFIX, which is used to gather flow data from network traffic. The Juniper Resiliency Interface, instead of collecting information from network traffic, gathers data from dropped packets, revealing details such as the time, location, and reason for the packet drop. In addition to the theoretical study, the thesis focused on building a system that collects, processes, stores, and visualizes the packet drop data. The core of the system is a Python program, which collects, parses, and saves the data while also managing the potential exceptions produced by networks. For visualization and efficient data storage, the system utilizes the Grafana platform and Timescale DB. The thesis work was conducted in a lab environment, where the feature proved to provide both accurate and useful data about packet drops. The most valuable result from the thesis was the visualization of the packet drop data, which enables the identification of potential fault points in the network.