Ausbreitungsgeschwindigkeit:

 

Erst nachdem die Daten an die Leitung „übergeben“ wurden, startet die Fortbewegung der Daten entsprechend der Ausbreitungsgeschwindigkeit (engl. delay). Diese hängt im Wesentlichen von der Länge des Übertragungsweges und dem Übertragungsmedium, nämlich Kupfer, Glas oder Luft, ab. Die Datenlaufzeit kann mit „ping“ grob ermittelt werden, angegeben wird die „RoundTripTime“, also die Zeit hin und zurück.

 

​

Praktisch: die Datenübertragungsrate (OSI-Layer 6):

 

Die Datenübertragungsrate bedeutet die tatsächlich übertragene Datenmenge pro Zeit, wie zum Beispiel beim Kopieren von Dateien.

 

Die Angabe erfolgt hierbei üblicherweise in Byte/s und bezieht sich damit auf die Maßeinheit von Dateigrößen, die ebenfalls in Byte (Kilobyte, Megabyte, Gigabyte usw.) angegeben werden.

 

Als Basis für Dateigrößen dient die binäre Byte-Angabe.

Je nach Darstellungsform gibt es Unterschiede zwischen der binären Anzeige der Dateigröße, so zu finden bei den Microsoft-Produkten, und der dezimalen Darstellungsform, wie sie beispielsweise bei Mac OS zum Einsatz kommt.

Auf diesen Unterschied soll hier jedoch nicht weiter eingegangen werden. Es geht lediglich um die Sensibilisierung, die jeweils richtige Datenmenge ermitteln zu können.

Oft sind zwischen der maximalen möglichen Bandbreite der Leitung und der tatsächlichen Datenübertragungsrate erhebliche Unterschiede vorhanden, während zeitgleich die Leitung nur gering ausgelastet ist.

​

 

Wie kommt es nun zu solchen performancerelevanten Differenzen?

 

Legt man bei der Berechnung der maximalen Datenübertragungsleitung lediglich die Leitungsbandbreite zu Grunde und vernachlässigt die Ausbreitungsgeschwindigkeit (delay), so unterstellt man, dass die Daten ausschließlich Nutzdaten sind und in eine Richtung ununterbrochen gesendet werden.

In einem solchen Fall kommen die Bits mit unverminderter Geschwindigkeit, nur um das Leitungs- und Komponentendelay, also der Ausbreitungsgeschwindigkeit, verzögert, an.

Berücksichtig man die verschiedenen Protokollheader und Steuerbits von ca. 5 %, ist man in der Lage, auf eine gute und nachvollziehbare Übertragungsleitung zu kommen, wie sie vom Transportprotokoll UDP auch tatsächlich genutzt wird.

​

 

Datenübertragung UDP

 

Auf UDP-basierte Dienste sowie multicast-basierte Übertragungen können so die zur Verfügung stehende Leitungsbandbreite tatsächlich recht gut ausnutzen. Als Faustregel gilt: die Berücksichtigung von 5 % Protokolloverhead, den man von der gesamten Datenrate abrechnen muss.

Mit einem Testtool wie „Iperf“, dies misst die maximale UDP- und TCP-Übertragungsrate und erlaubt außerdem das Einstellen verschiedener zusätzlicher Parameter, kann man die Leitung mit UDP-Paketen belasten und so die praktisch mögliche Übertragungsrate für UDP-basierte Dienste ermitteln, was einen leistungsstarken Iperf-Sender voraussetzt.

 

⇒ max. Übertragungsleistung im UDP (aufgrund des angenommenen Protokolloverhead von 5% leicht gerundet) = Leitungsbandbreite x 0,95

​

 

Datenübertragung TCP

 

Kommt als Transportprotokoll jedoch das überwiegend verwendete TCP zum Einsatz, ändert sich die Übertragungsrate deutlich, insbesondere über längere WAN-Strecken.

TCP stellt nämlich mit zusätzlichen Bestätigungspaketen sicher, dass alle übertragenen Daten den Sender auch erreichen.

 

Der Sender pausiert nach einer gewissen Anzahl an übertragenen Daten (TCP WinSize) und wartet auf eine Empfangsbestätigung.
Während des Wartens auf diese Bestätigung erfolgt keine Datenübertragung, die Leitung ist für diese Datenübertragung ungenutzt.

 

Im LAN und in allen Netzen mit einer sehr geringen Paketlaufzeit erreicht diese Bestätigung den Sender recht zügig und es kommt nur zu einer geringen Unterbrechung in der Datenübertragung.

 

Bei einem Datentransport im WAN oder in anderen Netzwerken mit längeren Paketlaufzeiten sorgt diese Verzögerung für eine empfindliche Reduzierung der Datenübertragungsleistung, die dadurch weit unter der physikalischen Bandbreite der Leitung liegt.

​

 

Die durch TCP bedingte maximale Datenübertragung lässt sich grundsätzlich berechnen mit (auf Grund des angenommenen Protokolloverhead von 5% leicht gerundet):

⇒ max. Übertragungsleistung im TCP = TCP WinSize / RTT (round-trip time) in Sekunden x 0,95

 

Hinzu kommt dann noch die erwähnte Zeit, um die Daten auf die Leitung zu bringen, dies entspricht der Leitungsbandbreite.

​