Deja vu: Fingerprinting Network Problems



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Problem

Root Cause

Cannot view email. Client returns error message

Wrong username configured

“login to server  failed.”

in the email client.

Cannot connect to the incoming email server. Client returns

Wrong incoming server name

error “Failed to connect to server .”

configured in the client.

Cannot receive emails. The client returns error

Wrong authentication

“The IMAP server  does not support the

mode configured

selected authentication method. Please change the ‘Authentication

with the incoming

method’ in the ‘Account Settings | Server Settings’.”

server in the client.

Cannot receive emails. Client returns error “Could not connect

Wrong incoming server

to the server ; the connection was refused.”

port number configured.

Cannot send emails. The client returns error “Sending of message

Wrong authentication

failed. The SMTP server  does not support the

mode configured with

selected authentication method. Please change the ‘Authentication

the outgoing server

method’ in the ‘Account Settings | Outgoing Server (SMTP)’.”

in the email client.

Cannot send emails. Client returns “Sending of message failed.

An error occurred sending mail: SMTP server  is

Wrong outgoing server

unknown. The server may be incorrectly configured. Please verify

name configured in

that your SMTP server settings are correct and try again.”

the email client.

Cannot send emails. Client returns “Sending of message failed.

The message could not be sent because connecting to SMTP

Wrong outgoing server

server  failed. The server may be unavailable

port number configured

or is refusing connections. Please verify that your server

in the email client.

settings are correct and try again, or contact the administrator.”

Sending a message while Thunderbird is in “Offline Mode” puts

User has forgotten that

the message in “outgoing” folder rather than sending it.

“offline mode” is enabled.

Table 3:


Email trace details. We collected 15 traces for each problem (5 per OS).

learn signatures almost as effectively as a classifier that

has access to fine-grained labels corresponding to the

root causes.

5.2.1

Signature comparison



We now subjectively compare the Deja vu signatures

to the classifier signatures.

1. Sometimes, Deja vu signatures provide more infor-

mation than classifier signatures. All three signatures

– D3, D4, and D5 in Figure 3 – capture the fact that

there is no successful Netbios response in the traces

(NBTNSRS = 0), whereas C2 does not. In fact, the

Deja vu signatures capture the actual root cause, be-

cause it is only when both Netbios and DNS fail, that

name resolution fails in the corporate network.

The

classifier signature does not capture this because cap-



turing only the DNS failure is enough to differentiate

this failure category from other failure categories. This

example shows the benefits of using a learning approach

like Deja vu that compares BAD traces with all the

GOOD traces at every step.

Another example is signature D12 in Figure 3. We

investigated why there is no corresponding signature

with the classifier, and found that the D12 signature

specifically captures behavior of the Firefox and Opera

browsers, which behave differently under the “Wrong

URL” root cause compared to other browsers. The clas-

sifier does not capture this behavior because its input

labels are only at the granularity of the root cause, and

does not distinguish between browsers

1

.

1



We also tried inputting more fine-grained labels of the form

OS:Browser:RootCause to the classifier. This gave us very

noisy signatures since the classifier was forced to choose spu-

rious features to differentiate between similar traces from

different browsers and OSes.

2. Sometimes, Deja vu signatures did not differentiate

root causes but the classifier signatures did. Figure 2

shows that Deja vu did not pick out the right feature

differentiating root causes “Wrong Outgoing Port But

Correct Mail Server” (which would involve a successful

DNS resolution of the mail server name) and “Wrong

Outgoing Mail Server” (which would not include a suc-

cessful DNS resolution because the wrong mail server

name does not correspond to any real host). The rea-

son Deja vu did not pick this feature is that in 6 of

the 15 BAD traces for the former root cause there was

background DNS traffic that was failing, which confused

Deja vu into believing that such DNS lookup failure was

distributed across both of the above root causes, and

therefore not useful for separating them. In fact, this

confused the classifier too, which attributed the signa-

ture for “Wrong Outgoing Mail Server” to the former

root cause also. Removal of such background noise can

aid Deja vu’s learning significantly, as noted in Sec-

tion 7.

3. Deja vu signatures are in general longer than the



classifier signatures.

For example, in Figure 2, sig-

nature D1 (the Deja vu signature for the “wrong in-

coming mail server address” root cause) is 6 features

long, whereas the corresponding classifier signature C1

is only 3 features long. The reason for the longer sig-

natures is that, at each iteration, Deja vu can choose

a feature only to differentiate BAD traces from GOOD

ones, whereas the classifier has the added freedom of

choosing a feature that directly differentiates between

different kinds of BAD traces. On the flip side, however,

the Deja vu signatures provide more insight into the

failure. For example, signature D1 from Deja vu tells

us that there was no successful TCP handshake on port






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