3.1 Störungsumfang und Kommunikationsweg bestimmen*

Ungeeignete Fehlerbeschreibung

„Das Internet funktioniert nicht.“

Geeignete Fehlerbeschreibung

CLIENT-023 kann seit 09:42 Uhr die interne Anwendung
https://app.example.intern nicht öffnen. Der Browser meldet nach ungefähr
30 Sekunden eine Zeitüberschreitung. Andere Internetseiten sind erreichbar.
CLIENT-024 kann die interne Anwendung weiterhin öffnen.

Diese Beschreibung grenzt den Fehler bereits auf einen Client beziehungsweise dessen Kommunikationsweg ein.

1. Was wollten Sie genau durchführen?
2. Welche Anwendung oder Adresse haben Sie verwendet?
3. Welche Fehlermeldung wird vollständig angezeigt?
4. Seit wann tritt der Fehler auf?
5. Hat die Funktion vorher auf demselben Gerät funktioniert?
6. Tritt der Fehler bei jedem Versuch auf?
7. Sind weitere Benutzer betroffen?
8. Funktionieren andere interne Anwendungen?
9. Funktionieren externe Internetseiten?
10. Besteht die Verbindung über LAN, WLAN oder VPN?
11. Wurde der Arbeitsplatz oder Standort gewechselt?
12. Wurde kurz vorher etwas aktualisiert oder verändert?
13. Funktioniert der Zugriff von einem anderen Gerät?
14. Funktioniert der Zugriff mit einem anderen Benutzerkonto?
15. Welche Auswirkung hat die Störung auf die Arbeit?

Wichtig

Die Fragen sollten möglichst konkrete und überprüfbare Antworten erzeugen.

Ungenau:
„Ist das Netzwerk langsam?“

Besser:
„Wie lange dauert der Aufruf normalerweise und wie lange dauert er jetzt?“

Mögliche Umfangsebenen

Benutzer
  → Gerät
    → Switchport
      → Access Switch
        → VLAN
          → Standort
            → Unternehmensnetz
              → Dienst
                → externer Anbieter

Je höher die gemeinsame betroffene Ebene liegt, desto wahrscheinlicher ist eine gemeinsame technische Ursache.

Bei einem Vergleichstest sollte möglichst nur ein relevanter Faktor verändert werden. Werden gleichzeitig Benutzer, Gerät, Netzwerk und Standort gewechselt, ist das Ergebnis kaum eindeutig zuzuordnen.

Die funktionierenden Bereiche sind für die Eingrenzung genauso wichtig wie der eigentliche Fehler.

Beispiel

Funktioniert:
- Anmeldung am Client
- Zugriff auf andere interne Webanwendungen
- Zugriff auf externe Internetseiten
- DNS-Auflösung des betroffenen Zielnamens
- Ping zum Standardgateway

Funktioniert nicht:
- TCP-Verbindung zu app.example.intern auf Port 443

Daraus kann zunächst abgeleitet werden:

• der Client ist grundsätzlich betriebsbereit,
• die Netzwerkschnittstelle funktioniert zumindest teilweise,
• eine gültige IP-Kommunikation ist vorhanden,
• DNS funktioniert für den geprüften Namen,
• der Fehler betrifft möglicherweise den Zielport, den Dienst oder den spezifischen Kommunikationspfad.

Negativtest und Positivtest

Eine belastbare Eingrenzung verwendet möglichst alle drei Testarten.

Die Bezeichnung „mein Computer“ reicht für eine technische Analyse nicht aus.

Zu erfassen sind:

• Hostname,
• Betriebssystem,
• Benutzerkonto,
• Netzwerkschnittstelle,
• IP-Adresse und Präfix,
• MAC-Adresse,
• Standardgateway,
• DNS-Server,
• Verbindungsart,
• gegebenenfalls VLAN, VPN oder Proxy.

Windows

[RO] hostname

[RO] Get-ComputerInfo |
    Select-Object CsName,
                  WindowsProductName,
                  WindowsVersion,
                  OsBuildNumber

[RO] Get-NetIPConfiguration

[RO] Get-NetAdapter |
    Select-Object Name,
                  InterfaceDescription,
                  Status,
                  LinkSpeed,
                  MacAddress,
                  ifIndex

Linux

[RO] hostnamectl

[RO] ip -brief address

[RO] ip route

[RO] ip -brief link

macOS

[RO] scutil --get ComputerName

[RO] sw_vers

[RO] ifconfig

[RO] netstat -rn

[RO] networksetup -listallhardwareports

Die erfasste IP-Adresse muss der tatsächlich für die Zielverbindung verwendeten Schnittstelle zugeordnet werden. Ein System kann gleichzeitig LAN, WLAN, VPN, virtuelle Adapter und Containerinterfaces besitzen.

Ein Dienstname oder eine URL muss in seine technischen Bestandteile zerlegt werden.

Beispiel-URL

https://app.example.intern:8443/login

Zu erfassen sind:

• vollständige URL oder Freigabe,
• Hostname,
• aufgelöste IP-Adresse beziehungsweise Adressen,
• Transportprotokoll,
• Port,
• erwarteter Server oder Load Balancer,
• Anwendungspfad,
• möglicherweise verwendeter Proxy,
• mögliche Backendabhängigkeiten.

Windows

[RO] Resolve-DnsName app.example.intern

[TEST] Test-NetConnection app.example.intern -Port 443

Linux

[RO] getent ahosts app.example.intern

[TEST] nc -vz app.example.intern 443

macOS

[RO] dscacheutil -q host -a name app.example.intern

[TEST] nc -vz app.example.intern 443

Ein Hostname kann mehrere IPv4- und IPv6-Adressen zurückgeben. Es muss dokumentiert werden, welche Adresse der Client beim fehlerhaften Versuch tatsächlich verwendet.

Direkter Zugriff im lokalen Netz

CLIENT-023
192.0.2.10/24
  │
  ├─ Access Switch SW-01
  │    VLAN 20
  │
  └─ SERVER-01
       192.0.2.20/24
       TCP 443

Da Quelle und Ziel im selben IPv4-Subnetz liegen, ist normalerweise kein Router für die direkte Kommunikation erforderlich.

Zugriff in ein anderes internes Netz

CLIENT-023
192.0.2.10/24
  │
  ├─ Access Switch SW-01
  │    VLAN 20
  │
  ├─ Standardgateway
  │    192.0.2.1
  │
  ├─ Core Router oder Firewall
  │
  ├─ Server-VLAN 40
  │
  └─ APP-01
       198.51.100.20/24
       TCP 443

Zugriff über Reverse Proxy

Browser
  → DNS-Auflösung
    → Reverse Proxy TCP 443
      → TLS-Verarbeitung
        → Backend TCP 8080
          → Anwendung
            → Datenbank

Zugriff über VPN

Client
  → lokales Gateway
    → Internet
      → VPN-Gateway
        → verschlüsselter Tunnel
          → interne Route
            → interne Firewall
              → Zielserver

Zu jeder Verbindung sollte bekannt sein:

• welche Komponente als Nächstes angesprochen wird,
• welche Adresse sie besitzt,
• welches Protokoll und welcher Port verwendet werden,
• ob Adressen übersetzt werden,
• ob Daten verschlüsselt oder getunnelt werden,
• welche Komponente den Rückweg bestimmt.

Windows – Route zu einem Ziel untersuchen

[RO] Find-NetRoute -RemoteIPAddress 198.51.100.20

Routingtabelle anzeigen:

[RO] Get-NetRoute -AddressFamily IPv4 |
    Sort-Object DestinationPrefix, RouteMetric |
    Format-Table ifIndex,
                 DestinationPrefix,
                 NextHop,
                 RouteMetric,
                 InterfaceMetric

Pfad verfolgen:

[TEST] tracert -d 198.51.100.20

Linux – ausgewählte Route anzeigen

[RO] ip route get 198.51.100.20

Beispielausgabe:

198.51.100.20 via 192.0.2.1 dev eth0 src 192.0.2.10

Pfad verfolgen:

[TEST] traceroute -n 198.51.100.20

macOS – ausgewählte Route anzeigen

[RO] route -n get 198.51.100.20

Pfad verfolgen:

[TEST] traceroute -n 198.51.100.20

Traceroute zeigt nur antwortende Zwischenstationen. Firewalls und Router können die verwendeten Diagnosepakete verwerfen oder nicht beantworten. Ein Sternchen beweist daher nicht, dass genau dieser Hop den eigentlichen Anwendungsverkehr blockiert.

Ein Client kann gleichzeitig besitzen:

• Ethernet,
• WLAN,
• VPN,
• Mobilfunk,
• virtuelle Hypervisoradapter,
• Containerbridges,
• Loopback,
• Tunnelinterfaces.

Das Betriebssystem wählt den Weg anhand der Routingtabelle, der Präfixlänge und der Metrik.

Windows

Ausgewählte Route:

[RO] Find-NetRoute -RemoteIPAddress 198.51.100.20

Schnittstellenmetriken:

[RO] Get-NetIPInterface |
    Sort-Object AddressFamily, InterfaceMetric |
    Select-Object ifIndex,
                  InterfaceAlias,
                  AddressFamily,
                  ConnectionState,
                  InterfaceMetric

Linux

[RO] ip route get 198.51.100.20

Richtlinienregeln anzeigen:

[RO] ip rule show

Alle wichtigen Routingtabellen anzeigen:

[RO] ip route show table all

macOS

[RO] route -n get 198.51.100.20

Netzwerkdienstreihenfolge grafisch prüfen:

Systemeinstellungen
→ Netzwerk
→ Aktionsmenü
→ Reihenfolge der Dienste festlegen

Die sichtbare Dienstreihenfolge allein ersetzt nicht die Prüfung der tatsächlich ausgewählten Route.

Das Endgerät entscheidet anhand von IP-Adresse und Präfix beziehungsweise Subnetzmaske, ob das Ziel lokal erreichbar sein sollte.

Lokales Ziel

Quelle: 192.0.2.10/24
Ziel:   192.0.2.20

Beide Adressen gehören zum Netz:

192.0.2.0/24

Der Client versucht normalerweise, die MAC-Adresse des Zielsystems direkt zu ermitteln.

Entferntes Ziel

Quelle: 192.0.2.10/24
Ziel:   198.51.100.20

Das Ziel liegt außerhalb des lokalen Netzes. Der Client sendet das Paket normalerweise an einen Router beziehungsweise das passende Next Hop.

Bedeutung für die Fehleranalyse

Eine falsche Subnetzmaske kann dazu führen, dass ein Client ein entferntes Ziel fälschlich für lokal hält oder ein lokales Ziel unnötig an das Gateway sendet.

Ein Hostname kann IPv4- und IPv6-Adressen besitzen.

Windows

[RO] Resolve-DnsName app.example.intern -Type A

[RO] Resolve-DnsName app.example.intern -Type AAAA

Bestehende TCP-Verbindung prüfen:

[RO] Get-NetTCPConnection |
    Where-Object RemotePort -eq 443 |
    Select-Object LocalAddress,
                  LocalPort,
                  RemoteAddress,
                  RemotePort,
                  State,
                  OwningProcess

Linux

[RO] getent ahosts app.example.intern

IPv4 gezielt testen:

[TEST] curl -4 -I https://app.example.intern/

IPv6 gezielt testen:

[TEST] curl -6 -I https://app.example.intern/

macOS

[RO] dscacheutil -q host -a name app.example.intern

[TEST] curl -4 -I https://app.example.intern/

[TEST] curl -6 -I https://app.example.intern/

Wenn IPv4 funktioniert und IPv6 nicht, bedeutet das nicht automatisch, dass IPv6 deaktiviert werden sollte. Stattdessen müssen IPv6-Adresse, Präfix, Router, DNS, Firewall und Rückweg untersucht werden.

Der im DNS eingetragene Endpunkt ist möglicherweise nicht der eigentliche Anwendungsserver.

Client
  → DNS
    → virtuelle IP-Adresse
      → Load Balancer oder Reverse Proxy
        → Backend 1
        → Backend 2
        → Backend 3

Zu dokumentieren sind:

• DNS-Name,
• aufgelöste virtuelle IP-Adresse,
• Load-Balancer- beziehungsweise Proxyname,
• Frontend-Port,
• Backendpool,
• Backendadressen,
• Backendports,
• Health-Check,
• TLS-Terminierung,
• verwendete Host-Header,
• Sitzungsbindung,
• mögliche Quelladressübersetzung.

Mögliche Fehlerbilder

Ein erfolgreicher Test gegen ein einzelnes Backend beweist nicht, dass der vollständige produktive Weg über den Load Balancer funktioniert.

Windows – WinHTTP-Proxy

[RO] netsh winhttp show proxy

Benutzerbezogene Windows-Proxyeinstellungen:

[RO] Get-ItemProperty `
    'HKCU:\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion\Internet Settings' |
    Select-Object ProxyEnable,
                  ProxyServer,
                  AutoConfigURL

Linux

[RO][SENS] env |
    grep -iE '^(http|https|all|no)_proxy='

macOS

[RO] scutil --proxy

Proxykonfiguration eines bestimmten Netzwerkdienstes:

[RO] networksetup -getwebproxy "Wi-Fi"

[RO] networksetup -getsecurewebproxy "Wi-Fi"

Zu beachten

• Anwendungen können eigene Proxyeinstellungen verwenden.
• Umgebungsvariablen können benutzer- oder prozessbezogen sein.
• PAC-Dateien können das Ziel dynamisch unterschiedlichen Proxys zuordnen.
• WinHTTP- und Benutzer-Proxyeinstellungen können voneinander abweichen.
• Ein Browser kann Richtlinien oder eigene Mechanismen verwenden.
• NO_PROXY beziehungsweise Bypasslisten beeinflussen den tatsächlichen Weg.

Ein Proxy muss daher als eigene Komponente in den Kommunikationsweg aufgenommen werden.

Eine Störungsmatrix macht Muster sichtbar.

Erste Einordnung

Da nur CLIENT-023 betroffen ist und andere Clients denselben Zielport erreichen, sind folgende Bereiche wahrscheinlicher:

• lokale Host-Firewall,
• Sicherheitssoftware,
• falsche lokale Route,
• VPN- oder Proxykonfiguration,
• clientbezogene Netzwerkzugriffsregel,
• fehlerhafte Quelladresszuordnung.

Eine allgemeine Störung des Zielservers ist anhand dieser Matrix weniger wahrscheinlich, aber noch nicht vollständig ausgeschlossen.

Auswertung

Die zeitliche Nähe zwischen VPN-Update und Störung erzeugt eine prüfbare Hypothese. Sie beweist jedoch noch nicht, dass das Update die Ursache ist.

Zu prüfen wären beispielsweise:

• neue virtuelle Schnittstelle,
• geänderte Routingtabelle,
• geänderte DNS-Server,
• aktivierter Always-on-Tunnel,
• neue lokale Filterregeln,
• veränderte Proxykonfiguration.

Nach der ersten Eingrenzung sollten folgende Ergebnisse vorliegen:

Störungsumfang:
Nur CLIENT-023 betroffen.

Quelle:
CLIENT-023
192.0.2.10/24
LAN
VLAN 20

Ziel:
app.example.intern
198.51.100.20
TCP 443

Erwarteter Weg:
CLIENT-023
→ SW-01
→ Gateway 192.0.2.1
→ FW-01
→ Reverse Proxy
→ APP-01

Funktioniert:
- Link vorhanden
- gültige IP-Adresse
- Gateway erreichbar
- DNS-Auflösung erfolgreich
- andere interne und externe Ziele erreichbar

Funktioniert nicht:
- TCP-Verbindung zum Zielport 443

Vergleich:
CLIENT-024 im selben VLAN erreicht das Ziel.

Änderung:
VPN-Client wurde kurz vorher aktualisiert.

Arbeitshypothese:
Lokale Route, VPN-Filter oder Host-Firewall auf CLIENT-023.

Nächste Diagnosephase:
Physische Schnittstelle, IP-Konfiguration und ausgewählte Route
des Clients vollständig prüfen.

Damit beginnt die nächste Seite:

3.2 Physische Verbindung und Netzwerkschnittstelle prüfen

Ticketnummer:
Bearbeitungsbeginn:
Bearbeitende Person:
Priorität:

Fehlerbeschreibung:
Exakte Fehlermeldung:
Fehlerbeginn:
Letzter funktionierender Zeitpunkt:
Zeitzone:
Reproduzierbar: Ja / Nein

BETROFFENER UMFANG

Benutzer:
Endgeräte:
Switchports:
VLANs:
Standorte:
Dienste:
Zielsysteme:
Nicht betroffen:

QUELLE

Hostname:
Betriebssystem:
Benutzer:
Verbindungsart:
Schnittstelle:
MAC-Adresse:
IPv4-Adresse und Präfix:
IPv6-Adresse und Präfix:
Standardgateway:
DNS-Server:
VLAN:
VPN:
Proxy:

ZIEL

Dienstname:
URL oder Freigabe:
Hostname:
IPv4-Adresse:
IPv6-Adresse:
Transportprotokoll:
Port:
Anwendungsprotokoll:
Load Balancer:
Reverse Proxy:
Backend:
Weitere Abhängigkeiten:

ERWARTETER KOMMUNIKATIONSWEG

1.
2.
3.
4.
5.
6.

VERGLEICHSTESTS

Gleicher Client, anderes Ziel:
Anderer Client, gleiches Ziel:
IP-Adresse statt Name:
LAN statt WLAN:
Ohne VPN:
Anderer Benutzer:
Referenzsystem:

FUNKTIONIERT WEITERHIN

-
-
-

FUNKTIONIERT NICHT

-
-
-

ZEITLINIE

Zeitpunkt:
Ereignis:

Zeitpunkt:
Ereignis:

Kürzliche Änderungen:
Arbeitshypothese:
Begründung:
Nächster Prüfschritt:
Eskalation erforderlich: Ja / Nein

Microsoft

• Get-NetIPConfiguration
• Get-NetAdapter
• Get-NetRoute
• Find-NetRoute
• Get-NetIPInterface
• Get-NetTCPConnection
• Resolve-DnsName
• Test-NetConnection
• netsh winhttp

Linux

• ip-address – Linux Manual Page
• ip-link – Linux Manual Page
• ip-route – Linux Manual Page
• ip-rule – Linux Manual Page
• getent – Linux Manual Page

Apple

• Lokale Befehlsreferenzen: man ifconfig, man route, man netstat, man scutil und man networksetup
• Apple Platform Deployment – Network Services

Der erwartete Kommunikationsweg muss anhand der tatsächlich eingesetzten Netzwerkarchitektur dokumentiert werden. Beispieladressen und Komponentennamen dürfen nicht ungeprüft auf eine produktive Umgebung übertragen werden.