Bufferbloat verlangsamt Internetverbindung

Bildstörung

Das Internet hat einen Konstruktionsfehler namens Bufferbloat, von dem jeder, der das Web nutzt, betroffen ist. Bufferbloat führt durch den falschen Einsatz von Datenpuffern zu Behinderungen des TCP/IP-Datenverkehrs. Besonders Echtzeitanwendungen wie Sprache oder Video kann Bufferbloat das Leben schwer machen. Wir zeigen die Ursachen für dieses Problem und wie sich die Auswirkungen zumindest abmildern lassen.
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Daten, die Nutzer auf die Reise durch das Internet schicken, benötigen für dieselbe Strecke oft unterschiedlich lange Zeiten. Diese sogenannte Verzögerungszeit, die ein Paket im Netz erfährt, setzt sich zusammen aus:

- Übertragungsverzögerung: Zeit, die benötigt wird, um das Paket über die Kommunikationsverbindungen zu senden,

- Verarbeitungsverzögerung: Zeit, die jedes Netzelement damit verbringt, das Paket zu verarbeiten und

- Warteschlangenverzögerung: Zeit, die damit verbracht wird, auf die Verarbeitung oder Übertragung zu warten.

Die Datenpfade zwischen kommunizierenden Endpunkten bestehen typischerweise aus vielen Hops mit Links unterschiedlicher Geschwindigkeiten. Die kleinste Bandbreite entlang des Pfades stellt den Engpass dar, denn die Pakete können nicht schneller zum Ziel gelangen als die Zeit, die benötigt wird, um ein Paket mit der Engpassdatenrate zu übermitteln.

In der Praxis kann die Verzögerungszeit entlang des Pfades – also die Zeit vom Beginn der Übertragung eines Pakets durch den Absender bis zum Empfang des Pakets am Zielort – viel länger sein als die Zeit, die benötigt wird, um das Paket mit der Engpassdatenrate zu übertragen. Um einen konstanten Paketfluss mit maximaler Geschwindigkeit zu gewährleisten, müssen die in der Übermittlung befindlichen Pakete ausreichen, um die Strecke zwischen Sender und Ziel zu füllen. Mithilfe von Puffern werden die Pakete der jeweiligen Kommunikationsverbindung zwischengespeichert, während die Verbindung gerade genutzt wird. Dies erfordert einen entsprechenden Speicherplatz in der Koppelkomponente.

Datendurchsatz mit TCP/IP

Als Systemdurchsatz bezeichnen wir die Datenrate, bei der die Anzahl der vom Netzwerk an das Ziel übertragenen Pakete gleich der Anzahl der in das Netzwerk übermittelten Pakete ist. Erhöht sich die Anzahl der Pakete, die sich in der Übertragung befinden,

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Ausgabe /2019