Почему скачет пинг в играх при подключении через Wi-Fi

Одна из важнейших подсистем, отвечающая за связь любого сервера с внешним миром — сетевая. Через сетевые интерфейсы поступают запросы от удаленных систем и через эти же интерфейсы направляются ответы, что позволяет налаживать коммуникацию и предоставлять/получать сервисы. В связи с этим особенно важно уметь производить диагностику и мониторинг сети хотя бы на базовом уровне, чтобы выявлять проблемы и вносить корректировки в конфигурацию в случае необходимости.

Облачные серверыIntel Xeon Gold 6254 3.1 GHz CPU, SLA 99,9%^от249 руб/месяц

Для операционных систем семейства Linux написано множество утилит, помогающих в диагностике и мониторинге. Познакомимся с наиболее часто используемыми из них.

Диагностика сетевой связности (ping, arp, traceroute)

В данной статье мы будем опираться на использование протокола IP версии 4. Согласно стандартам, определяющим работу этого протокола, каждое устройство, подключенное к сети, должно иметь как минимум IP-адрес и маску подсети — параметры, которые позволяют уникально идентифицировать устройство в пределах определенной сети. В такой конфигурации устройство может обмениваться сетевыми пакетами с другими устройствами в пределах той же самой логической сети. Если к этому набору параметров добавить адрес шлюза по умолчанию — наш сервер сможет связываться с хостами, находящимися за пределами локального адресного пространства.

В случае каких-либо сетевых проблем в первую очередь проверяем, не сбились ли настройки сетевого интерфейса. Например, команды ipaddr или ifconfig выведут IP-адрес и маску сети:

В выводе команды виден перечень сетевых интерфейсов, распознанных операционной системой. Интерфейс lo — это псевдоинтерфейс (loopback). Он не используется в реальных взаимодействиях с удаленными хостами, а вот интерфейс с именем ens192 — то, что нам нужно (именование сетевых интерфейсов различается в разных ветках и версиях ОС Linux). IP-адрес и маска сети, назначенные этому интерфейсу, указаны в поле inet — /24 после адреса обозначают 24-битную маску 255.255.255.0.

Теперь проверим, указан ли шлюз по умолчанию. Команды iproute или route покажут имеющиеся маршруты:

В таблице маршрутизации мы видим, что имеется маршрут по умолчанию (обозначается либо ключевым словом default, либо адресом 0.0.0.0). Все пакеты, предназначенные для внешних сетей, должны направляться на указанный в маршруте адрес через обозначенный сетевой интерфейс.

Если в настройках интерфейса есть ошибки, их необходимо исправить — помогут в этом другие статьи, для ОС Ubuntu 18.04 или CentOS. Если же все верно — приступаем к диагностике с помощью утилиты ping. Данная команда отправляет специальные сетевые пакеты на удаленный IP-адрес (ICMP Request) и ожидает ответные пакеты (ICMP Reply). Таким образом можно проверить сетевую связность — маршрутизируются ли сетевые пакеты между IP-адресами отправителя и получателя.

Синтаксис команды ping IP/имя опции:

В данном случае видим, что на оба сетевых пакета, отправленных на адрес нашего шлюза по умолчанию, получены ответы, потерь нет. Это значит, что на уровне локальной сети со связностью все в порядке. Помимо количества полученных/потерянных сетевых пакетов мы можем увидеть время, которое было затрачено на прохождение запроса и ответа – параметр RTT (Round Trip Time). Этот параметр может быть очень важен при диагностике проблем, связанных с нестабильностью связи и скоростью соединения.

Часто используемые параметры:

• ping –c количество — указать количество пакетов, которое будет отправлено адресату (по умолчанию пакеты отправляются до тех пор, пока пользователь не прервет выполнение команды. Этот режим можно использовать, чтобы проверить стабильность сетевого соединения. Если параметр RTT будет сильно изменяться в ходе проверки, значит где-то на протяжении маршрута есть проблема);
• ping –s количество — указать размер пакета в байтах. По умолчанию проверка производится малыми пакетами. Чтобы проверить работу сетевых устройств с пакетами большего размера, можно использовать этот параметр;
• ping –I интерфейс — указать сетевой интерфейс, с которого будет отправлен запрос (актуально при наличии нескольких сетевых интерфейсов и необходимости проверить прохождение пакетов по конкретному сетевому маршруту).

В случае, если при использовании команды ping пакеты от шлюза (или другого хоста, находящегося в одной локальной сети с сервером-отправителем) в ответ не приходят, стоит проверить сетевую связность на уровне Ethernet. Здесь для коммуникации между устройствами используются так называемые MAC-адреса сетевых интерфейсов. За разрешение Ethernet-адресов отвечает протокол ARP (Address Resolution Protocol) и с помощью одноименной утилиты мы можем проверить корректность работы на этом уровне. Запустим команду arp –n и проверим результат:

Команда выведет список IP-адресов (так как был использован аргумент –n), и соответствующие им MAC-адреса хостов, находящиеся в одной сети с нашим сервером. Если в этом списке есть IP, который мы пытаемся пинговать, и соответствующий ему MAC, значит сеть работает и, возможно, ICMP-пакеты, которые использует команда ping, просто блокируются файрволом (либо со стороны отправителя, либо со стороны получателя). Подробнее об управлении правилами файрвола рассказано здесь и здесь.

Часто используемые параметры:

• arp –n — вывод содержимого локального arp-кэша в числовом формате. Без этой опции будет предпринята попытка определить символические имена хостов;
• arp –d адрес — удаление указанного адреса из кэша. Это может быть полезно для проверки корректности разрешения адреса. Чтобы убедиться, что в настоящий момент времени адрес разрешается корректно, можно удалить его из кэша и снова запустить ping. Если все работает правильно, адрес снова появится в кэше.

Если все предыдущие шаги завершены корректно, проверяем работу маршрутизатора — запускаем ping до сервера за пределами нашей сети, например, 8.8.8.8 (DNS-сервис от Google). Если все работает корректно, получаем результат:

В случае проблем на этом шаге, нам может помочь утилита traceroute, которая используя ту же логику запросов и ответов помогает увидеть маршрут, по которому движутся сетевые пакеты. Запускаем traceroute 8.8.8.8 –n и изучаем вывод программы:

Первым маршрутизатором на пути пакета должен быть наш локальный шлюз по умолчанию. Если дальше него пакет не уходит, возможно проблема в конфигурации маршрутизатора и нужно разбираться с ним. Если пакеты теряются на дальнейших шагах, возможно, есть проблема в промежуточной сети. А, возможно, промежуточные маршрутизаторы не отсылают ответные пакеты. В этом случае можно переключиться на использование другого протокола в traceroute.

Часто используемые опции:

• traceroute –n — вывод результата в числовом формате вместо символических имен промежуточных узлов;
• traceroute –I — использование ICMP-протокола при отслеживании маршрута. По умолчанию используются UDP-датаграммы;
• traceroute –s адрес— указать адрес источника для исходящего сетевого пакета;
• traceroute –i интерфейс— указать сетевой интерфейс, с которого будут отправляться пакеты.

Диагностика разрешения имен (nslookup, dig)

Разобравшись с сетевой связностью и маршрутизацией приходим к следующему этапу — разрешение доменных имен. В большинстве случаев в работе с удаленными сервисами мы не используем IP-адреса, а указываем доменные имена удаленных ресурсов. За перевод символических имен в IP-адреса отвечает служба DNS — это сеть серверов, которые содержат актуальную информацию о соответствии имен и IP в пределах доверенных им доменных зон.

Самый простой способ проверить работает ли разрешение имен — запустить утилиту ping с указанием доменного имени вместо IP-адреса (например, ping ya.ru). Если ответные пакеты от удаленного сервера приходят, значит все работает как надо. В противном случае нужно проверить прописан ли DNS-сервер в сетевых настройках и удается ли получить от него ответ.

Способы выяснения какой DNS-сервер использует наш сервер различаются в зависимости от используемой версии и дистрибутива ОС Linux. Например, если ОС используется Network Manager для управления сетевыми интерфейсами (CentOS, RedHat и др.), может помочь вывод команды nmcli:

В настройках сетевого интерфейса, в разделе DNS configuration, мы увидим IP-адрес сервера. В Ubuntu 18.04 и выше, использующих Netplan, используем команду systemd-resolve —status:

Используемый сервер также будет указан в настройках интерфейса, в разделе DNS Servers. В более старых версиях Ubuntu потребуется проверить содержимое файлов /etc/resolve.conf и /etc/network/interfaces. Если сервер не указан, воспользуйтесь статьей для ОС Ubuntu 18.04 или CentOS, чтобы скорректировать настройки.

Проверить работу сервиса разрешения имен нам помогут утилиты nslookup или dig. Функционально они почти идентичны: G-вывод утилиты dig содержит больше диагностической информации и гибко регулируется, но это далеко не всегда нужно. Поэтому используйте ту утилиту, которая удобна в конкретной ситуации. Если эти команды недоступны, потребуется доставить пакеты на CentOS/RedHat:

yum install bind-utils

для Debian/Ubuntu:

sudo apt install dnsutils

После успешной установки сделаем тестовые запросы:

dig ya.ru

В разделе Answer Section видим ответ от DNS сервера — IP-адрес для A-записи с доменным именем ya.ru. Разрешение имени работает корректно:

nslookup ya.ru

Аналогичный запрос утилитой nslookup выдает более компактный вывод, но вся нужная сейчас информация в нем присутствует.

Что же делать, если в ответе отсутствует IP-адрес? Возможно, DNS-сервер недоступен. Для проверки можно отправить тестовый запрос на другой DNS-сервер. Обе утилиты позволяют эти сделать. Направим тестовый запрос на DNS-сервер Google:

dig @8.8.8.8 ya.ru

nslookup ya.ru 8.8.8.8

Если имена разрешаются публичным DNS-сервером корректно, а установленным по умолчанию в ОС нет, вероятно, есть проблема в работе этого DNS-сервера. Временным решением данной проблемы может быть использование публичного DNS-сервера в качестве сервера для разрешения имен в операционной системе. В том случае, если разрешение имен не работает ни через локальный, ни через публичный DNS сервер — стоит проверить не блокируют ли правила файрвола отправку на удаленный порт 53 TCP/UDP пакетов (именно на этом порту DNS-серверы принимают запросы).

Часто используемые параметры:

• nslookup имя сервер — разрешить доменное имя, используя альтернативый сервер;
• nslookup –type=тип имя — получить запись указанного типа для доменного имени (например, nslookup -type=mx ya.ru – получить MX-записи для домена ya.ru);
• dig @сервер имя — разрешить доменное имя, используя альтернативый сервер;
• dig имя тип — получить запись указанного типа для доменного имени (например, dig ya.ru mx — получить MX-записи для домена ya.ru).

Как обычно, полный набор опций и параметров для указанных утилит можно найти во встроенной справке операционной системы, используя команду man.

Для многих задач задержки между клиентом и сервером критически важны, например в онлайн играх, видео/голосовых конференциях, IP телефонии, VPN и т.д. Если сервер будет слишком удален от клиента на уровне IP-сети, то задержки (в народе «пинг», «лаг») будут мешать работе.

Географическая близость сервера не всегда равна близости на уровне IP маршрутизации. Так, например, сервер в другой стране может быть «ближе» к вам, чем сервер в вашем городе. Все из-за особенностей маршрутизации и построения сетей.

Измеряем задержки

Для начала научимся измерять задержки. Эта задача не так проста, как может показаться, потому что для разных протоколов и размеров пакета задержки могут отличаться. Также можно не заметить кратковременные явления, например провалы продолжительностью в несколько миллисекунд.

ICMP — обычный ping

Будем использовать юниксовую утилиту ping, она позволяет вручную установить интервалы между посылками пакетов, чего не умеет версия ping для windows. Это важно, потому что, если паузы между пакетами долгие, можно просто не увидеть, что происходит между ними.

Размер пакета (опция -s) — по умолчанию утилита ping посылает пакеты размером 64 байта. С такими маленькими пакетами могут быть не заметны явления, проявляющиеся с большими пакетами, поэтому мы будет устанавливать размер пакета 1300 байт.

Интервал между пакетами (опция -i) — время между посылками данных. По умолчанию пакеты посылаются раз в секунду, это очень долго, реальные программы шлют сотни и тысячи пакетов в секунду, поэтому установим интервал 0.1 секунду. Меньше просто не разрешает программа.

В итоге команда выглядит так:

ping -s 1300 -i 0.1 yandex.ru 

Такая конструкция позволяет увидеть более реалистичную картину задержек.

Пинг по UDP и TCP

В некоторых случаях, TCP-подключения обрабатываются не так, как ICMP пакеты, и из-за этого замеры могут отличаться в зависимости от протокола. Также часто бывает, что хост просто не отвечает на ICMP, и обычный пинг не работает. Так, например, всю жизнь делает хост microsoft.com.

$ sudo nping --tcp -p 80 --delay 0.1 -c 0 microsoft.com  Starting Nping 0.7.80 ( https://nmap.org/nping ) at 2020-04-30 13:07 MSK SENT (0.0078s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480 SENT (0.1099s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480 RCVD (0.2068s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=43 id=0 iplen=44  seq=1480267007 win=64240  SENT (0.2107s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480 RCVD (0.3046s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=43 id=0 iplen=44  seq=1480267007 win=64240  SENT (0.3122s) TCP 10.0.0.1:63236 > 13.77.161.179:80 S ttl=64 id=49156 iplen=40  seq=3401731188 win=1480 RCVD (0.4247s) TCP 13.77.161.179:80 > 10.0.0.1:63236 SA ttl=42 id=0 iplen=44  seq=2876862274 win=64240   Max rtt: 112.572ms | Min rtt: 93.866ms | Avg rtt: 101.093ms Raw packets sent: 4 (160B) | Rcvd: 3 (132B) | Lost: 1 (25.00%) Nping done: 1 IP address pinged in 0.43 seconds 

По умолчанию nping посылает 4 пакета и останавливается. Опция -c 0 включает бесконечную посылку пакетов, чтобы остановить программу, нужно нажать Ctrl+C. В конце будет показана статистика. Видим, что среднее значение rtt (round-trip time) равно 101мс.

MTR — traceroute на стероидах

Программа (англ. My Traceroute) — продвинутая утилита для трассировки маршрутов до удаленного хоста. В отличии от обычной системной утилиты traceroute (в windows это утилита tracert), умеет показывать задержки до каждого хоста в цепочке следования пакета. Также умеет трассировать маршруты не только по ICMP, но и по UDP и TCP.

$ sudo mtr microsoft.com

WiFi против кабеля

Эта тема не совсем относится к статье, но на мой взгляд очень важна в контексте задержек. Я очень люблю WiFi, но, если у меня есть хоть малейшая возможность подключиться кабелем к интернету, я ею воспользуюсь. Также я всегда отговариваю людей использовать WiFi камеры. Если вы играете в серьезные онлайн-шутеры, вещаете потоковое видео, торгуете на бирже: пожалуйста, используйте интернет по кабелю.

Вот наглядный тест для сравнения WiFi и кабельного подключения. Это ping до WiFi роутера, то есть еще даже не интернет.

Видно, что по WiFi задержки больше на 1мс и иногда бывают пакеты с задержками в десять раз больше! И это только короткий отрезок времени. При этом тот же самый роутер выдает стабильные задержки <1мс.

примере выше используется WiFi 802.11n на 2.4GHz, к точке доступа по WiFi подключен только ноутбук и телефон. Если бы на точке доступа было больше клиентов, результаты были бы сильно хуже. Именно поэтому я так против перевода всех офисных компьютеров на WiFi, если есть возможность дотянуться до них кабелем.

IP связность

Итак, мы научились измерять задержки до сервера, попробуем найти ближайший сервер к нам. Для этого можем посмотреть, как устроена маршрутизация у нашего провайдера. Для этого удобно использовать сервис

При заходе на сайт видим, что наш IP-адрес принадлежит автономной системе .

Посмотрев на граф связности автономным систем, можем увидеть через каких вышестоящих провайдеров наш провайдер связан с остальным миром. Каждая из точек кликабельна, можно зайти и почитать, что это за провайдер.

Граф связности автономных систем провайдера

Используя этот инструмент можно изучить, как устроены каналы любого провайдера, в том числе и хостинга. Посмотреть к каким провайдерам он подключен напрямую. Для этого нужно вбить в поиск bgp.he.net IP-адрес сервера и посмотреть на граф его автономной системы. Также можно понять, как один датацентр или хостинг-провайдер связан с другим.

Большинство точек обмена трафиком предоставляют специальный инструмент, называемый, looking glass, позволяющий выполнить ping и traceroute со стороны конкретного роутера на точке обмена.

Вот, например, от МГТС

Так, выбирая сервер, мы можем заранее посмотреть как он будет выглядеть с разных точек обмена трафиком. И если наши потенциальные клиенты находятся в определенной географической зоне, мы можем найти оптимальную локацию для сервера.

Выбираем ближайший сервер

Кнопка ведет на страницу теста задержек до всех наших датацентров. Чтобы посмотреть результаты тестирования нажмите на точку датацентра на карте

Источник: habr.com

Команды ping, traceroute и whois — в числе первых вещей, о которых узнают начинающие админы. Многие, кто не специализируется на сетях, ими и ограничиваются, и совершенно зря. С помощью стандартных инструментов можно извлечь гораздо больше информации о проблеме, чем может показаться.

ping

Команда ping example.com известна каждому, даже далекому от сетей человеку. Она отправляет удаленному хосту пакеты ICMP echo, на которые, по идее, он должен ответить таким же пакетом.

Однако этот протокол не просто так называется Internet Message Control Protocol. Его функции далеко не только диагностические, а диагностические функции куда шире, чем «ответил — не ответил».

Что может сказать ping?

Зачастую, если хост назначения недостижим, от ping действительно можно получить только request timeout и ничего больше. Если успешный ответ всегда исходит от самого хоста назначения, то сообщения об ошибках доставки — от промежуточных маршрутизаторов. По стандарту промежуточные маршрутизаторы могут, но не обязаны уведомлять отправителя. Часто и не уведомляют — по соображениям производительности, и обвинить их не в чем.

Но уж если тебе пришел ответ от промежуточного маршрутизатора, он обычно информативен. К примеру, ответ destination host unreachable должен отправляться только тогда, когда хост находится в одной локальной сети с маршрутизатором и не отвечает. Самый простой способ увидеть эту ошибку — пингануть заведомо несуществующий адрес в своей же сети: к примеру, если твоя сеть 192.168.0.0/24 и хоста 192.168.0.200 в ней нет, выполнить ping 192.168.0.200.

Такой ответ может прийти только от последнего маршрутизатора на пути к хосту.

А вот network unreachable говорит об отсутствии маршрута к указанной сети у одного из хостов на пути. Эта ошибка может возникнуть в любом месте пути, поэтому нужно обратить внимание на отправителя.

Чаще всего эта проблема у тебя самого: слетели настройки маршрутов или хост не получил маршрут от сервера DHCP. Но такой ответ может прийти и от промежуточного маршрутизатора:

From 192.0.2.100 icmp_seq=1 Destination Net Unreachable 

Если ты видишь такую картину, что-то серьезно пошло не так. Если хост достижим из других сетей, вполне возможно, что у провайдера проблема с настройками BGP. Я как минимум один раз сталкивался с тем, что крупный провайдер ошибочно фильтровал маршруты из сети, которую он считал зарезервированной для использования в будущем, хотя на тот момент IANA уже полгода как передала ее RIPE NCC и многие люди получили адреса из нее.

WWW

Если не хочешь быть как тот провайдер, можно воспользоваться автоматически обновляемыми списками несуществующих адресов вроде Cymru Bogon Reference

Ошибки семейства destination host/net prohibited означают, что пакет был отброшен правилом межсетевого экрана. Впрочем, никто не обязывает отвечать отправителю именно так или вообще отвечать. К примеру, в Linux правила вида iptables -j REJECT по умолчанию выдают destination port unreachable, если явно не указать --reject-with, причем указать можно любой тип, даже icmp-net-unreachable.

Но это все о простом ping без опций. Некоторые проблемы лучше всего выявляются дополнительными опциями.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.

Я уже участник «Xakep.ru»← Ранее Эксперты разобрались, почему троян xHelper практически невозможно удалить с устройстваДалее → Персонал НАСА работает из дома и сталкивается с экспоненциальным ростом количества атакИспользуемые источники:

• https://serverspace.ru/support/help/diagnostika-setevogo-podklyucheniya-ping-arp-traceroute-dig-nslookup/
• https://prohoster.info/blog/administrirovanie/borba-za-millisekundy-kak-vybrat-server-s-naimenshim-pingom
• https://xakep.ru/2020/04/08/ping-secrets/