Auf einen Blick
Die Durchsatzmessung stellt nicht das einzigste Bewertungskriterium einer Übertragungsstrecke dar. Paketverluste und Laufzeitschwankungen müssen ebenso betrachtet werden
Vor dem Test Zu Beginn einer Testreihe und einer Untersuchung eines Übertragungssystems muss sich der Techniker einen Plan über den Testablauf erstellen
Vor dem Test Zu Beginn einer Testreihe und einer Untersuchung eines Übertragungssystems muss sich der Techniker einen Plan über den Testablauf erstellen
zu Teil 2
Nach der Installation eines Datenübertragungsnetzes oder in Folge einer Störungssuche bietet sich ein »Performance«-Test oder eine Übertragungs-Leistungsmessung an. Hier beschreiben wir die Ergebnisauswertung eines solchen Tests.
Diejenige Rate, bei der kein Datenverlust eintritt, wird als Durchsatzrate festgehalten. Dieser Test führt das Messgerät mit verschiedenen Ethernet-Rahmenlängen durch (kleinste Länge: 64 Byte, größte Länge: 1518 Byte).
Nach der Installation eines Datenübertragungsnetzes oder in Folge einer Störungssuche bietet sich ein »Performance«-Test oder eine Übertragungs-Leistungsmessung an. Hier beschreiben wir die Ergebnisauswertung eines solchen Tests.
Die Interpretation der Ergebnisse
Bild 7 (in Teil 2) zeigt ein Ergebnis nach einer Durchsatzmessung. Das Messsystem beginnt mit einer vorher gewählten, höchsten Datenübertragungsrate und fährt mit der Übertragungsrate sukzessiv, in festen, definierten Schritten herunter.Diejenige Rate, bei der kein Datenverlust eintritt, wird als Durchsatzrate festgehalten. Dieser Test führt das Messgerät mit verschiedenen Ethernet-Rahmenlängen durch (kleinste Länge: 64 Byte, größte Länge: 1518 Byte).
Bei Streaming-Funktionen oder Filetransfer-Aktionen dominieren vorwiegend größere Rahmenlängen und als Durchsatz ergibt sich ein größerer Wert. Zu erkennen ist außerdem der leicht geringere Durchsatz höherer OSI-Layerschichten (L2, L3 und L4, versus: Sicherungsschicht, Vermittlungsschicht und Transportschicht), begründet durch die zusätzlichen Header der höheren Schichten.
Paketverluste
Für Anwendungen, die einen konstanten Datenstrom benötigen, ist es wichtig, dass die notwendige Bitrate zur Verfügung steht. Wenn nicht, ist eine korrekte Funktionsweise nicht gegeben. Ist die Bandbreite zwar vorhanden, aber es kommt durch überlastete oder fehlerhafte Netzelemente zu Paketverlusten, kann dies zu Qualitätsproblemen führen.Der Test nach RFC 2544 beinhaltet schwerpunktmäßig das Ermitteln der höchsten Paketübertragungsrate, die noch fehlerfrei übertragen wird (Bild 8, Teil 2). Unterschiedliche Verlustraten bei verschiedenen Paketlängen kann man als Folge von Perfomanceproblemen der Netzelemente interpretieren.
Die Ursache liegt häufig an der Leistung der Netzelemente (Switch, Router, Gateway). Da viele kurze Rahmen für Router und Switches einen höheren Rechenaufwand bedeuten, kann dies zu Paketverlusten führen. Größere Pakete belasten die Router und Switches weniger.
Bedeutung der Laufzeit
Die Laufzeit der verschiedenen Rahmenlängen hängt auch von ihrer Rahmenlänge selbst ab. Die meisten Switches und Router arbeiten nach dem »Store and Forward Prinzip«. Pakete werden gepuffert, geprüft und dann weitergeleitet. Da kleinere Pakete (64 Byte) eine kürzere Verweildauer in den Netzelementen haben als große Pakete (1518 Byte), ist die Round Trip Delay (Umlaufzeit) je nach Rahmenlänge unterschiedlich. Dadurch begründet sich der Anstieg der Laufzeit bei längeren Rahmen. So weisen z. B. 64-Byte-Rahmen eine Laufzeit von 150 µs auf, lange Rahmen mit 1518 Byte dagegen von 600 µs.Paket-Jittermessung
Unter Paket-Jitter versteht man die Laufzeitschwankung der empfangenen Pakete gegenüber einer konstant gesendeten Rahmenrate. Im Durchschnitt beträgt sie 60 µs. Eine zu starke Abweichung des Taktes führt ggf. zu einem Rahmenübertragungsabruch (Bild 9). Treten zu starke Laufzeitschwankungen durch die Verzögerung der Router und Switches während einer Übertragung von Echtzeitdaten auf, müssen diese Schwankungen mit Dejitter- Puffern auf den Empfangsgeräten wieder ausgeglichen werden. Kommen Pakete zu spät an, verwirft der Empfänger diese. Dies wiederum führt zu einer Verschlechterung der Qualität der Anwendung.
Überlegungen vor dem Durchführen des Tests
Grundsätzlich ist vor dem Test zu klären, ob ein bekannter Erwartungswert (z. B. ein vertraglich festgelegter Durchsatz) überprüft werden soll, oder ob ein System auf den maximal möglichen Durchsatz hin getestet werden soll.Im ersten Fall sollte das Ergebnis nach einer kalkulierbaren Zeit verfügbar sein – führt der Test nicht umgehend zum Ergebnis, stimmt entweder der Erwartungswert nicht oder das System ist fehlerhaft. Als Startwert wird man hier den Erwartungswert verwenden. Die Testzeit ist schwer vorhersagbar, da mittels unbekannter vieler iterativer Testläufe ein Zielwert ermittelt werden muss. Als Startwert wird man hier 100 % oder einen Wert wählen, der bewusst deutlich höher liegt als das voraussichtliche Ergebnis.
Fazit
Der RFC2544 ist ein automatisierter Testablauf. Die Erfahrung der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass sich Tests nach RFC-2544 geeignet für Abnahme- und Inbetriebnahmeprüfungen eignen. Andererseits liefern Labortests genaue Leistungsdaten. So konnte sich RFC 2544 als weltweit akzeptierter Standard zur messtechnischen Prüfung von Ethernet-/IP-Übertragungswegen und Diensten etablieren.(Ende des Beitrags)
