WAN-Access
Staufrei durchs Weitverkehrsnetz
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Bandbreite nicht unbegrenzt verfügbar
Die genannten Technologien bringen jedoch eine höhere Belastung der WAN-Anbindung mit sich. Das Problem: Während die Bandbreite im lokalen Netz zwischen 100 MBit/s und 1 GBit/s beträgt, steht im WAN meist nur ein Bruchteil davon zur Verfügung, häufig zwischen 2 MBit/s (E1) und 45 MBit/s (DS3). Nur wenige Unternehmen können sich WAN-Strecken mit 155 MBit/s und mehr leisten.
Doch nicht nur die Kosten spielen bei WANs eine zentrale Rolle, sondern auch die Verfügbarkeit von Breitbandanschlüssen. Wie der Breitbandatlas (http://www.zukunft-breitband.de/BBA/Navigation/breitbandatlas.html) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie belegt, stehen WAN-Verbindungen mit mehr als 6 oder 12 MBit/s nur in Großräumen zur Verfügung. Ländliche Regionen, selbst im Umfeld von Wirtschaftszentren, sind auf Leitungen mit niedrigeren Bandbreiten angewiesen. Das heißt, WAN-Verbindungen müssen optimal ausgenutzt werden.
Ursachen von niedriger Performance im WAN
Wenn Anwendungen über ein Weitverkehrsnetz nicht in der gewünschten Qualität zur Verfügung stehen, kann das mehrere Gründe haben:
- zu hohe Latenzzeiten,
- „geschwätzige“ und ineffiziente Transport- und Anwendungsprotokolle wie TCP und Microsoft-CIFS (Common-Internet-File-System) sowie
- zu große Paketverlustraten.
Vor allem Echtzeitanwendungen wie Voice und Video over IP reagieren kritisch auf Verzögerungszeiten (Latenz). Bei VoIP-Telefonaten sind nach Angaben der ITU-T Latenzzeiten von maximal 150 ms akzeptabel. Je nach Qualität der Verbindung und abhängig von der Übertragungsdistanz betragen die Latenzzeiten von WAN-Strecken jedoch bis zu 200 ms. Bei Satellitenverbindungen sind es gar bis zu 1000 ms.
Mehr Bandbreite hilft nur bedingt
Ein Faktor, der die Problematik verschärft, ist die wenig effiziente Arbeitsweise von Transportprotokollen wie TCP und UDP. TCP beispielsweise verwendet eine Fenstergröße (Windows-Size) von 64 KByte. Das heißt pro Übertragungszyklus (Round-Trip) lassen sich nur 64 KByte übermitteln. Das wirkt sich vor allem bei der Übertragung großer Dateien negativ aus. Noch verschwenderischer gehen Anwendungsprotokolle wie CIFS mit Netzwerk-ressourcen um. Sie verwenden teilweise Windows-Sizes von nur 16 KByte, was deutlich mehr Round-Trips als bei TCP erforderlich macht.
Die Auswirkungen von Paketverlusten auf die Kapazität einer WAN-Verbindung können geradezu dramatisch sein. Wie die Grafik „Latency“ zeigt, sinkt der Datendurchsatz selbst bei einer WAN-Verbindung mit mehr als 40 MBit/s auf unter 10 MBit/s, wenn die Paketverlustrate (Packet-Loss-Rate) zwei Prozent übersteigt und die Latenzzeit bei 10 ms liegt. Derselbe Effekt tritt auf, wenn der WAN-Link eine noch größere Kapazität hat und somit theoretisch eine höhere Bandbreite zur Verfügung stehen müsste.
Die Folgen: entweder höhere Kosten, weil Anwender in der Regel auf Bandbreiten-Engpässe mit dem Anmieten von Verbindungen mit höherer Kapazität reagieren, oder Qualitätseinbußen, vor allem bei Echtzeitanwendungen.
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