Ethernet IP bis 10G
Der Unterschied zwischen 1G und 10G Netzen liegt primär in der verfügbaren Bandbreite. Im Allgemeinen spricht man von einem 10 mal schnelleren Netz. Doch ist häufig festzustellen, dass trotz der verfügbaren Bandbreite der gewünschte Durchsatz nicht erzielt werden kann. Dies kann viele Ursachen haben. Paketverluste sorgen zum Beispiel dafür, dass Datenströme nicht vollständig an ihrem Ziel ankommen. Bei Echtzeitübertragungen (UDP) sorgt dies für Bild-, bzw. Audiostörungen. Bei Datenübertragungen (TCP) werden die Verluste korrigiert und sorgen für Verzögerungen, die in einem geringen Durchsatz resultieren. Die Laufzeit steigt bei grossen Distanzen und auch bei Netzwerküberlastung an. Diese Verzögerung wirkt sich störend bei Echtzeitanwendungen wie zum Beispiel Onlinekonferenzen oder Online-Gaming aus. Zusätzlich sinkt der gefühlte Datendurchsatz, da Dateien länger benötigen, bis sie vollständig übertragen wurden. Jitter, das Schwanken der Latenzzeit in Netzwerken, beeinträchtigt Echtzeitkommunikation, Spiele, Streaming und präzise Anwendungen. Es führt zu Qualitätsproblemen, Unterbrechungen und schlechter Leistung.
Dies sind die Key-Performance-Indikatoren, also die Schlüsselfaktoren, mit denen Netzwerke eindeutig qualitativ beurteilt werden können. Im nachfolgenden erläutern wir Ihnen gerne detaillierter:
Bandbreite
Bandbreite bezieht sich auf die maximale Datenübertragungsrate oder Kapazität eines Kommunikationskanals oder einer Verbindung. Dabei müssen nicht nur die eigentlichen Daten übertragen werden, sondern auch sämtliche zusätzlichen Inhalte, die für eine Kommunikation nötig sind und Fehlerkorrekturen übertragen werden. Umgangssprachlich wird das als «Overhead» bezeichnet. In eine 1G Netzwerk beträgt die Bandbreite 1Gbps, in 10G Netzen beträgt sie 10Gbps
Durchsatz
Es bezeichnet jene Datenmenge, die fehler- und verlustfrei übertragen werden kann. Er beinhaltet nicht den zuvor erwähnten Overhead und beinhaltet auch keinerlei Kapazitäten, die für Fehlerkorrekturen benötigt werden. Deshalb wird er auch effektiver Datendurchsatz genannt. Der Durchsatz ist somit immer geringer als die Bandbreite.
Paketverluste
Paketverluste sind häufige Probleme in Netzwerken und Kommunikationssystemen. Sie treten auf, wenn Datenpakete, die von einem Sender an einen Empfänger gesendet werden, unterwegs verloren gehen. Dies kann auf verschiedene Ursachen zurückgeführt werden, darunter Netzwerküberlastung, bei der das Netzwerk mehr Datenverkehr verarbeiten muss, als es kann, Kollisionen in älteren Ethernet-Netzwerken, Paketbeschädigungen aufgrund von Fehlern im Übertragungsweg und Probleme mit Routern oder Switches, die Pakete verwerfen oder verzögern können. Paketverluste haben vielfältige Auswirkungen, darunter Dateninkonsistenz und Fehler, zusätzliche Verzögerungen bei der erneuten Übertragung, Qualitätsverlust in Multimedia-Anwendungen, erhöhten Netzwerkverkehr durch wiederholte Übertragung und in manchen Fällen den Abbruch von Verbindungen.
Daher ist die Erkennung und Minimierung von Paketverlusten von entscheidender Bedeutung, um eine reibungslose Datenübertragung zu gewährleisten
Laufzeit
Laufzeit ist ein zentrales Thema in Netzwerken und Kommunikationssystemen und kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden. Die Signalübertragungszeit hängt von der Entfernung zwischen Sender und Empfänger sowie von der Geschwindigkeit des Übertragungsmediums ab. Netzwerkverzögerungen treten auf, wenn Datenpakete in Routern und Switches verarbeitet werden, was von Faktoren wie Überlastung noch zusätzlich beeinflusst wird. Der Protokolloverhead ergibt sich aus zusätzlichen Informationen in den Datenpaketen, die übertragen werden müssen und erhöht dadurch die Laufzeit zusätzlich.
Warteschlangenverzögerungen treten auf, wenn Datenpakete in Warteschlangen oder Puffern zwischengespeichert werden, bevor sie weitergeleitet werden. Überlastung tritt auf, wenn mehr Datenverkehr vorhanden ist, als die verfügbare Bandbreite bewältigen kann. Routingschwierigkeiten und Paketverluste können ebenfalls zu erhöhter Laufzeit führen.
Sie hat erhebliche Auswirkungen auf Anwendungen, insbesondere in Echtzeit-Szenarien wie Videokonferenzen, Online-Gaming und Finanztransaktionen. Daher ist ihre Minimierung ein wichtiger Aspekt der Netzwerkoptimierung. Eine niedrige Laufzeit gewährleistet eine reibungslose Kommunikation, schnelle Reaktionszeiten und eine positive Benutzererfahrung, während hohe Laufzeiten die Effizienz und Leistung von Anwendungen beeinträchtigen können. In der heutigen vernetzten Welt ist die Reduzierung der Laufzeit eine Schlüsselkomponente für effiziente und zuverlässige Kommunikation.
Jitter
Jitter, das unvorhersehbare Schwanken der Latenzzeit von Datenpaketen in Netzwerken, kann eine Vielzahl von Problemen verursachen. Dies betrifft insbesondere Echtzeitkommunikation und -anwendungen. In VoIP-Telefonaten oder Videokonferenzen führt Jitter zu Qualitätsproblemen, wie Unterbrechungen im Audio- und Videostream, was die Benutzererfahrung erheblich beeinträchtigt. In Online-Spielen kann Jitter zu unvorhersehbaren Verzögerungen führen, die Fairness und Leistung beeinflussen.
Ebenso beeinträchtigt Jitter Streaming-Dienste, indem es zu Buffering und Verzögerungen beim Laden von Videos führt, was die Kontinuität des Streaming-Erlebnisses stört. In Anwendungen, die eine präzise zeitliche Koordination erfordern, wie industrielle Steuerungssysteme oder Telemedizin, kann Jitter Inkonsistenzen und Fehler verursachen.
Nicht zuletzt führt Jitter zu ungenauen Messungen und Tests in Netzwerken und Kommunikationssystemen, da das unregelmäßige Timing von Datenpaketen die Genauigkeit von Leistungstests beeinträchtigen kann.
Die Minimierung von Jitter erfordert eine sorgfältige Netzwerkkonfiguration, die Implementierung von Quality-of-Service-Mechanismen, die Verwendung von Pufferungstechniken und geeigneten Netzwerkprotokollen. Diese Maßnahmen sind entscheidend, um Jitter zu reduzieren und eine reibungslose Kommunikation und Anwendungsleistung sicherzustellen, insbesondere in Echtzeit- und sensiblen Anwendungen.
Messungen
Mit richtig ausgewählten Messgeräten sind hierfür keine Einzelmessungen nötig. In nur wenigen Handgriffen wird eine Messung durchgeführt und rapportiert, in der alle relevanten Parameter erfasst sind.
