Prečo je meranie rýchlosti siete cez GRE pomalé?

Čo ukazuje meranie rýchlosti cez GRE

GRE je tunelovací mechanizmus, ktorý zapuzdruje pôvodné pakety do ďalších IP paketov. Pri meraní rýchlosti siete preto výsledok neodráža iba kapacitu optického, káblového alebo DSL pripojenia. Ovplyvňuje ho aj výkon oboch koncových zariadení, nastavenie tunela, dostupná MTU, latencia, jitter a strata paketov.

Ak je download alebo upload cez GRE výrazne pomalší než meranie bez tunela, ide zvyčajne o technický problém v trase alebo v spracovaní paketov. Rozdiel môže byť viditeľný aj pri bežnom používaní, napríklad pri prenose súborov, zálohovaní alebo pripojení medzi pobočkami.

Najčastejšie príčiny nízkej rýchlosti GRE

Príliš veľká režijná záťaž zapuzdrenia

GRE pridáva k pôvodnému paketu vlastné hlavičky. Časť dostupnej kapacity sa preto využíva na riadiace údaje namiesto používateľských dát. Pri menších paketoch alebo pri linke s nízkou kapacitou je tento pomer výraznejší. Výsledkom môže byť nižší nameraný download aj upload, hoci samotná prípojka od operátora pracuje podľa očakávania.

Nesprávne nastavená MTU

Ak je MTU na fyzickej linke nastavená tak, akoby tunel neexistoval, výsledný paket môže byť príliš veľký. Zariadenie ho potom fragmentuje alebo zahadzuje. Fragmentácia zvyšuje zaťaženie routera a stratené fragmenty vyvolávajú opakovaný prenos. Problém sa často prejaví ako kolísavá rýchlosť, vysoká latencia alebo neúplné načítanie niektorých služieb.

Vyťažený router alebo server GRE

GRE môže spracovávať pakety softvérovo, takže jeho výkon závisí od procesora, sieťového ovládača a konfigurácie operačného systému. Pri vysokom prenose sa môže vyťažiť router na jednej strane tunela, server u poskytovateľa alebo zariadenie v domácej sieti. Ak CPU počas testu dosahuje vysoké hodnoty, úzkym miestom nemusí byť internetová prípojka.

Slabá alebo preťažená trasa u ISP

GRE nemení fyzickú kapacitu prístupovej siete. Ak je medzi koncovými bodmi preťažený peering, transitná linka alebo sieť operátora, test cez tunel môže mať horší výsledok než lokálne meranie. Takýto stav sa často mení podľa dennej doby a môže sa týkať iba konkrétneho smeru alebo servera.

Packet loss a nestabilný jitter

Strata paketov núti TCP opakovať prenos a znižovať odosielaciu rýchlosť. Jitter zase spôsobuje nepravidelné doručovanie paketov. Pri GRE sa problém môže zhoršiť, pretože strata zapuzdreného paketu ovplyvní celý vnútorný paket. Výsledkom je pomalý prenos, aj keď krátkodobé meranie kapacity linky vyzerá normálne.

Obmedzenia Wi-Fi alebo domácej siete

Ak sa test vykonáva cez Wi-Fi, výsledok môže skresliť vzdialenosť od routera, rušenie, obsadený kanál alebo pripojenie cez pásmo 2,4 GHz. Podobný vplyv má starý modem, nekvalitný ethernetový kábel, powerline adaptér alebo súbežné sťahovanie v domácnosti. GRE nemusí byť hlavnou príčinou, iba odhalí existujúce obmedzenie lokálnej siete.

Ako zistiť, kde vzniká problém

1. Spustite test cez ethernetové pripojenie a dočasne odpojte zariadenia, ktoré používajú internet.
2. Porovnajte meranie bez GRE, cez GRE a prípadne medzi viacerými testovacími servermi.
3. Otestujte ping a stratu paketov na lokálnu bránu, vzdialený koniec tunela a verejný cieľ.
4. Počas testu sledujte vyťaženie CPU, pamäte a sieťového rozhrania na oboch koncoch GRE.
5. Skontrolujte MTU pomocou testu veľkosti paketu s nastaveným bitom DF, aby ste odhalili fragmentáciu.
6. Opakujte meranie ráno, večer a mimo špičky. Časová závislosť často poukazuje na preťaženie siete ISP.

Optimalizácia MTU a prenosu

Začnite overením maximálnej veľkosti paketu, ktorá prejde celou trasou bez fragmentácie. Následnú hodnotu nastavte konzervatívne na rozhraní GRE alebo použite vhodné MSS clamping pravidlo pre TCP. Presná hodnota závisí od použitého transportu, ďalšieho zapuzdrenia a konfigurácie operátora, preto ju netreba preberať bez merania.

Po úprave MTU zopakujte test downloadu, uploadu, latencie a straty paketov. Ak sa zlepší stabilita, ale nie maximálna rýchlosť, môže zostať obmedzením výkon routera alebo kapacita trasy.

Ďalšie možnosti na zvýšenie rýchlosti

• Aktualizujte firmware routera a sieťové ovládače na serveroch.
• Overte, či zariadenie podporuje hardvérové spracovanie tunelovej prevádzky.
• Presuňte test z Wi-Fi na gigabitový ethernet.
• Vyberte testovací server s kratšou a stabilnejšou trasou.
• Obmedzte paralelné zálohy, cloudovú synchronizáciu a ďalšie prenosy.
• Pri pravidelnom preťažení požiadajte ISP o kontrolu trasy, peeringu a straty paketov.

Kedy GRE nahradiť iným riešením

GRE je vhodný tam, kde treba prenášať smerovanie alebo viac typov prevádzky cez IP tunel. Samotné GRE však neposkytuje šifrovanie a v niektorých sieťach môže mať vyššiu režijnú záťaž. Ak je potrebná ochrana dát, používa sa často GRE v kombinácii s IPsec. Pri požiadavke na nižšiu režijnú záťaž môže byť vhodnejšie iné tunelové riešenie, ale výber musí zohľadniť kompatibilitu, MTU, výkon zariadení a podporu u operátora.

Zhrnutie diagnostiky

Najprv porovnajte rovnaký test bez tunela a cez GRE, potom overte ethernet, MTU, stratu paketov a vyťaženie zariadení. Ak je problém iba na konkrétnej trase alebo počas špičky, riešte ho s ISP. Ak sa prejavuje stále a CPU alebo fragmentácia sú vysoké, zamerajte sa na konfiguráciu tunela a výkon routera.