Ping vs. Paketverlust erklärt

Definition von Netzwerklatenz

Netzwerklatenz, oft als Ping bezeichnet, ist die Zeit, die ein Datenpaket braucht, um von seiner Quelle zu einem Ziel und zurück zu gelangen. Diese Round-Trip-Time (RTT) wird in Millisekunden (ms) gemessen. Latenz ist ein wichtiger Messwert zur Beurteilung der Netzwerkleistung, da sie direkt die Geschwindigkeit von Anwendungen und Diensten beeinflusst, die Netzwerkkommunikation benötigen.

Die Entfernung zwischen Quelle und Ziel ist ein großer Faktor bei der Bestimmung der Latenz. Da Datenpakete durch die Netzwerkinfrastruktur reisen müssen, bedeuten längere Entfernungen normalerweise höhere Latenz. Dies liegt daran, dass die Signale, die die Daten übertragen, mehr Zeit benötigen, um sich durch das Netzwerkmedium zu bewegen, wie Kupferkabel oder Glasfaserleitungen.

Interpretation von Latenzdaten

Bei der Betrachtung von Latenzdaten ist es wichtig, den Standort der Zielserver zu berücksichtigen. Server, die weit von der Quelle entfernt sind, haben natürlich höhere Latenz im Vergleich zu Servern, die näher sind. Dies ist ein wichtiger Faktor, den man im Hinterkopf behalten sollte, wenn man Erwartungen an die Netzwerkleistung festlegt und potenzielle Probleme findet.

Um die Auswirkung der Entfernung auf die Latenz zu berücksichtigen, können Sie die Reisezeit kontrollieren, indem Sie die erwartete Ausbreitungsverzögerung von der gemessenen Latenz abziehen. Die Ausbreitungsverzögerung kann geschätzt werden, indem man die Lichtgeschwindigkeit mit der Entfernung zwischen Quelle und Ziel multipliziert. Dadurch können Sie die Latenz trennen, die durch andere Faktoren verursacht wird, wie Netzwerküberlastung oder Geräteleistung.

Bei der Interpretation von Latenzdaten achten Sie auf die Latenz am Endziel. Wenn der letzte Hop im Netzwerkpfad hohe Latenz zeigt, deutet dies auf ein Problem hin, das untersucht werden muss. Hohe Latenz am Endziel kann zu langsamen Anwendungsreaktionszeiten, schlechtem Nutzererlebnis und verringerter Produktivität führen. Indem Sie die Ursache hoher Latenz finden und beheben, können Sie die allgemeine Netzwerkleistung verbessern und sicherstellen, dass Anwendungen und Dienste gut laufen.

Latenz-Richtwerte für gängige Anwendungen

Auswirkungen von Paketverlust auf die Netzwerkleistung

Während Internetprotokolle einen gewissen Paketverlust bewältigen, kann er dennoch die Netzwerkleistung erheblich beeinträchtigen. So wirken sich verschiedene Stufen auf das Nutzererlebnis aus:

Jeder konstante Paketverlust signalisiert ein Problem, das behoben werden muss. Selbst ein kleiner Prozentsatz verlorener Pakete kann spürbare Probleme verursachen, besonders bei Echtzeitanwendungen wie Videoanrufen und Online-Gaming.

Um die Auswirkung von Paketverlust zu veranschaulichen: Stellen Sie sich vor, Sie sprechen mit jemandem, aber jedes zehnte Wort fehlt. Sie könnten die Bedeutung zusammensetzen, aber es wäre frustrierend und ineffizient. So ähnlich wirkt sich Paketverlust auf die Datenübertragung über ein Netzwerk aus.

Diagnose und Behebung von Paketverlust

Um Paketverlust zu diagnostizieren, verwenden Sie Tools wie ping und traceroute. Sie senden Pakete an ein Ziel und berichten über verlorene Pakete auf dem Weg.

Hier ist ein Beispiel für die Verwendung von ping zur Diagnose von Paketverlust:

$ ping example.com 
PING example.com (93.184.216.34): 56 data bytes
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=0 ttl=54 time=11.582 ms
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=1 ttl=54 time=11.561 ms
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=2 ttl=54 time=11.839 ms
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=3 ttl=54 time=12.340 ms
64 bytes from 93.184.216.34: icmp_seq=4 ttl=54 time=13.451 ms

--- example.com ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 11.561/12.155/13.451/0.711 ms

Wenn Sie konstanten Paketverlust bemerken, unternehmen Sie diese Schritte:

1. Netzwerk-Hardware prüfen: Stellen Sie sicher, dass Kabel angeschlossen sind und Geräte ordnungsgemäß funktionieren.
2. Geräte neu starten: Manchmal kann das Neustarten Ihres Modems, Routers oder Computers den Paketverlust beheben.
3. Geräte-Firmware aktualisieren: Stellen Sie sicher, dass Netzwerkgeräte mit der neuesten Firmware laufen.
4. Ihren ISP kontaktieren: Wenn das Problem weiterhin besteht, wenden Sie sich an Ihren ISP. Sie können helfen, Probleme mit ihrem Netzwerk zu identifizieren und zu beheben.

Den letzten Hop betrachten

Bei der Betrachtung von Latenz- und Paketverlustdaten sollten Sie die Leistung am letzten Hop im Netzwerkpfad betrachten. Wenn der letzte Hop 0% Paketverlust und gute Latenz zeigt, können Sie normalerweise alle Probleme in den früheren Hops ignorieren.

Nicht-fortlaufender Paketverlust, bei dem Paketverlust in früheren Hops auftritt, aber nicht am letzten Hop, wird oft durch Router verursacht, die eine niedrige Priorität für die Verarbeitung von zeitüberschrittenen ICMP-Anfragen haben. Diese Anfragen treten auf, wenn der TTL-Wert (Time to Live) eines Pakets null erreicht, bevor es sein Ziel erreicht. In solchen Fällen kann der Router die ICMP-Antwort "Time Exceeded" verwerfen, was zu Paketverlust in der Traceroute- oder Ping-Ausgabe führt. Wenn der Paketverlust jedoch nicht bis zum letzten Hop anhält, bedeutet dies normalerweise kein großes Problem.

Hier ist ein Beispiel einer Traceroute-Ausgabe, die nicht-fortlaufenden Paketverlust zeigt:

Hop  RTT      Lost/Sent  Packet Loss  Address
1    1.2 ms   0/3        0%           192.168.1.1
2    12.8 ms  1/3        33%          10.0.0.1
3    8.5 ms   0/3        0%           172.16.0.1
4    15.3 ms  0/3        0%           8.8.8.8

In diesem Beispiel gibt es 33% Paketverlust bei Hop 2, aber der letzte Hop (Hop 4) zeigt keinen Paketverlust. Dieser nicht-fortlaufende Paketverlust kann ignoriert werden, da er die Gesamtverbindung zum letzten Hop nicht beeinträchtigt.

Quelle der Probleme finden

Wenn Sie hohen Paketverlust und hohe Latenz am letzten Hop sehen, müssen Sie den Rest der Route betrachten, um herauszufinden, wo das Problem beginnt. Beginnen Sie damit, den Hop direkt vor dem letzten Hop zu betrachten und arbeiten Sie sich durch den Netzwerkpfad zurück.

Das Problem beginnt normalerweise beim ersten Hop, der immer schlechte Leistung zeigt, wie hohe Latenz oder Paketverlust. Indem Sie diesen Punkt in der Route finden, können Sie die möglichen Ursachen des Problems eingrenzen und Ihre Fehlerbehebungsmaßnahmen fokussieren.

Hierist ein Beispiel einer Traceroute-Ausgabe, die hohe Latenz und Paketverlust zeigt:

Hop  RTT        Lost/Sent  Packet Loss  Address
1    1.2 ms     0/3        0%           192.168.1.1
2    12.8 ms    0/3        0%           10.0.0.1
3    185.5 ms   2/3        66%          172.16.0.1
4    241.3 ms   1/3        33%          8.8.8.8

In diesem Fall beginnt das Problem bei Hop 3, wo es immer hohe Latenz (185,5 ms) und Paketverlust (66%) gibt. Das Problem setzt sich bis zum letzten Hop (Hop 4) fort, was auf ein mögliches Problem im Netzwerkpfad zwischen Hop 2 und Hop 3 hinweist.

Um einen stärkeren Nachweis für ein Problem zu erbringen, versuchen Sie, die Latenz- und Paketverlustdaten mit bestimmten Ereignissen oder Aktionen abzugleichen. Wenn Sie zum Beispiel einen Anstieg bei Latenz und Paketverlust bemerken, während Sie eine große Datei hochladen, deutet dies darauf hin, dass das Problem mit Netzwerküberlastung oder Bandbreitenbeschränkungen zusammenhängen könnte. Indem Sie diese Verbindungen finden, können Sie mehr Beweise sammeln, um Ihre Erkenntnisse zu unterstützen und helfen, die Grundursache des Problems zu finden.

Entfernung und Latenz

Es ist wichtig zu bedenken, dass die Latenz natürlich mit der Entfernung zwischen Quelle und Ziel steigt. Während Datenpakete durch das Netzwerk reisen, durchlaufen sie verschiedene Netzwerkelemente und Verbindungen, die Verzögerung hinzufügen. Je größer die Entfernung zwischen Punkt A und B ist, desto länger dauert es, bis Pakete durch das Netzwerk gelangen, was zu höherer Latenz führt.

Bei der Beurteilung von Latenz denken Sie an den Standort der Zielserver im Vergleich zu Ihrem eigenen Standort. Server, die weit entfernt sind, haben natürlich höhere Latenz als Server, die näher bei Ihnen sind. Behalten Sie dies im Hinterkopf, wenn Sie Latenzgrenzen festlegen und Latenzwerte über verschiedene Ziele hinweg vergleichen.

Um die Auswirkung der Entfernung auf die Latenz zu berücksichtigen, können Sie eine genauere Analyse durchführen, indem Sie die erwartete Reisezeit von der gemessenen Latenz abziehen. Die Reisezeit kann basierend auf der physischen Entfernung zwischen Quelle und Ziel geschätzt werden, unter der Annahme, dass Datenpakete mit Lichtgeschwindigkeit durch das Netzwerkmedium reisen.

Wenn zum Beispiel die Entfernung zwischen Ihrem Standort und dem Zielserver 1000 km beträgt, würde die erwartete Reisezeit (einfache Fahrt) ungefähr betragen:

Reisezeit = Entfernung / Lichtgeschwindigkeit
            = 1000 km / 299.792 km/s 
            ≈ 3,3 ms

Indem Sie diese Reisezeit von der gemessenen Round-Trip-Latenz abziehen, können Sie eine genauere Sicht auf die tatsächliche Netzwerkleistung erhalten, ohne die natürliche Verzögerung durch die Entfernung.

Hier ist eine Tabelle, die die Auswirkung der Entfernung auf die Latenz zusammenfasst:

Das Problem finden

Bei der Fehlerbehebung von Netzwerkleistungsproblemen besteht der erste Schritt darin, herauszufinden, wo das Problem auftritt. Beginnen Sie damit, die Latenz- und Paketverlustdaten für das Endziel zu betrachten. Wenn Sie hohe Latenz oder Paketverlust am letzten Hop sehen, ist dies ein Zeichen dafür, dass es ein Problem mit der Netzwerkverbindung gibt.

Hier ist ein Beispiel dafür, wie hohe Latenz und Paketverlust in einer Traceroute-Ausgabe aussehen könnten:

 1  router.local (192.168.1.1)  1.095 ms  1.008 ms  1.033 ms
 2  10.0.0.1 (10.0.0.1)  8.590 ms  8.551 ms  8.566 ms
 3  * * *
 4  72.14.232.188 (72.14.232.188)  245.665 ms  245.630 ms  245.599 ms
 5  142.251.61.219 (142.251.61.219)  245.516 ms  245.492 ms  245.507 ms
 6  172.253.66.116 (172.253.66.116)  245.451 ms  245.461 ms  245.394 ms
 7  * * *
 8  * * *
 9  * * *
10  * * *

In diesem Beispiel sehen wir hohe Latenz (245 ms) ab Hop 4 und Paketverlust (dargestellt durch Sternchen) bei den Hops 7-10. Dies deutet darauf hin, dass das Problem irgendwo zwischen Hop 3 und 4 auftritt.

Sobald Sie ein Problem am Endziel gefunden haben, arbeiten Sie sich durch den Netzwerkpfad zurück, um herauszufinden, wo das Problem beginnt. Suchen Sie nach dem ersten Hop, der durchweg schlechte Leistung zeigt, wie hohe Latenz oder Paketverlust. Dies ist wahrscheinlich der Punkt, an dem das Problem beginnt.

Es ist auch hilfreich, die Latenz- und Paketverlustdaten mit bestimmten Ereignissen oder Aktionen abzugleichen. Wenn Sie zum Beispiel einen Anstieg bei Latenz und Paketverlust bemerken, wenn Sie große Dateien hochladen, deutet dies darauf hin, dass das Problem mit Netzwerküberlastung oder Bandbreitenbeschränkungen zusammenhängen könnte. Indem Sie diese Muster finden, können Sie mehr Beweise sammeln, um Ihre Erkenntnisse zu unterstützen und helfen, die Grundursache des Problems zu bestimmen.

Häufige Netzwerkleistungsprobleme und ihre Symptome

Netzwerkleistungsprobleme beheben

Nachdem Sie die Quelle des Netzwerkleistungsproblems gefunden haben, besteht der nächste Schritt darin, an der Behebung des Problems zu arbeiten. In vielen Fällen erfordert dies die Zusammenarbeit mit Netzwerkadministratoren oder Ihrem Internet Service Provider (ISP), um das Problem anzugehen.

Netzwerkadministratoren können helfen, Netzwerkkonfigurationen und Hardware zu optimieren, um die Leistung zu verbessern. Dies kann Folgendes beinhalten:

• Anpassung von Router-Einstellungen
• Aktualisierung von Netzwerkgeräten
• Verwendung von Quality-of-Service-Richtlinien (QoS), um kritischen Datenverkehr zu priorisieren

Wenn das Problem mit dem Netzwerk Ihres ISP zusammenzuhängen scheint, kontaktieren Sie dessen Support-Team für Hilfe. Sie können Tests durchführen und das Problem von ihrer Seite aus untersuchen und müssen möglicherweise Reparaturen oder Upgrades an ihrer Infrastruktur vornehmen, um das Problem zu beheben.

Ein weiterer hilfreicher Schritt ist die Verwendung spezialisierter Tools zur Überwachung und Analyse der Netzwerkleistung im Laufe der Zeit. Einige beliebte Tools für diesen Zweck sind:

• PingPlotter
• mtr
• SmokePing
• Nagios
• Zabbix

Diese Tools bieten detaillierte Einblicke in Latenz, Paketverlust und andere wichtige Messwerte. Durch regelmäßige Überwachung Ihres Netzwerks mit diesen Tools können Sie Probleme schnell erkennen, sobald sie auftauchen, und Schritte unternehmen, um sie zu beheben, bevor sie Endbenutzer beeinträchtigen.