{"id":190,"date":"2018-10-24T14:56:17","date_gmt":"2018-10-24T12:56:17","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ritter.cc\/?page_id=190"},"modified":"2026-04-14T09:03:12","modified_gmt":"2026-04-14T07:03:12","slug":"bound-by-the-speed-of-light","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.ritter.cc\/?page_id=190","title":{"rendered":"Bound by the Speed of Light"},"content":{"rendered":"<h1><strong>Warum deine Gigabit-Leitung langsam wirkt \u2013 und warum das v\u00f6llig normal ist<\/strong><\/h1>\n<p>\n\u201eWir haben doch 1 Gbit\/s \u2013 warum ist das so langsam?\u201c<br \/>\nDiese Frage taucht in Unternehmen regelm\u00e4\u00dfig auf, sobald Daten \u00fcber gr\u00f6\u00dfere Entfernungen \u00fcbertragen werden.\n<\/p>\n<p>\nBesonders h\u00e4ufig passiert das bei Verbindungen zwischen Standorten \u2013 etwa zwischen Hamburg und M\u00fcnchen.<br \/>\nDie Erwartung ist klar: Viel Bandbreite = schnelle \u00dcbertragung.\n<\/p>\n<p>\nDie Realit\u00e4t ist komplizierter.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Bandbreite ist nicht gleich Geschwindigkeit<\/strong><\/h2>\n<p>\nZwei Begriffe werden im Alltag oft verwechselt:\n<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Bandbreite:<\/strong> Wie viele Daten pro Sekunde maximal \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen<\/li>\n<li><strong>Latenz:<\/strong> Wie lange ein Datenpaket von A nach B (und zur\u00fcck) braucht<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nIn lokalen Netzwerken ist die Latenz extrem gering (unter 1 ms).<br \/>\nBei Verbindungen \u00fcber gr\u00f6\u00dfere Entfernungen liegt sie jedoch typischerweise bei <strong>10\u201320 ms innerhalb Deutschlands<\/strong>.\n<\/p>\n<p>\nUnd genau hier beginnt das Problem.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Die Grenze setzt die Physik<\/strong><\/h2>\n<p>\nDaten bewegen sich nicht instantan \u2013 sie sind an physikalische Grenzen gebunden:\n<\/p>\n<ul>\n<li>Lichtgeschwindigkeit im Vakuum: ~300.000 km\/s<\/li>\n<li>In Glasfaser: ~200.000 km\/s<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEine Verbindung von Hamburg nach M\u00fcnchen ist in der Praxis etwa 1.000 km lang.\n<\/p>\n<p>\nDas bedeutet:\n<\/p>\n<p>\n<strong>\u2192 mindestens ~5 ms in eine Richtung<br \/>\n\u2192 mindestens ~10 ms f\u00fcr Hin- und R\u00fcckweg (RTT)<\/strong>\n<\/p>\n<p>\nUnd das ist der absolute Best Case \u2013 ohne Router, ohne Warteschlangen, ohne Protokoll-Overhead.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Warum deine Gigabit-Leitung nicht ausgelastet wird<\/strong><\/h2>\n<p>\nJetzt wird es spannend: Selbst wenn deine Leitung 1 Gbit\/s kann, hei\u00dft das nicht, dass du diese Geschwindigkeit erreichst.\n<\/p>\n<p>\nDer Grund liegt in einem oft \u00fcbersehenen Zusammenhang:\n<\/p>\n<h3><strong>Bandwidth-Delay-Product (BDP)<\/strong><\/h3>\n<p>\nDas BDP beschreibt, wie viele Daten gleichzeitig \u201eim Netz unterwegs\u201c sein m\u00fcssen, um die verf\u00fcgbare Bandbreite auszunutzen.\n<\/p>\n<p>\nBeispiel:\n<\/p>\n<ul>\n<li>1 Gbit\/s = 125 MB\/s<\/li>\n<li>RTT = 10 ms<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n\u2192 <strong>125 MB\/s \u00d7 0,01 s = 1,25 MB<\/strong>\n<\/p>\n<p>\nDas bedeutet:<br \/>\nEs m\u00fcssen mindestens <strong>1,25 MB gleichzeitig \u00fcbertragen werden<\/strong>, sonst bleibt Bandbreite ungenutzt.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>TCP: Der eigentliche Flaschenhals<\/strong><\/h2>\n<p>\nDie meisten Anwendungen nutzen TCP \u2013 und genau hier liegt oft die Ursache f\u00fcr \u201elangsame\u201c Verbindungen.\n<\/p>\n<p>\nTCP arbeitet best\u00e4tigungsbasiert:\n<\/p>\n<ul>\n<li>Daten werden gesendet<\/li>\n<li>Empfang wird best\u00e4tigt (ACK)<\/li>\n<li>Erst dann wird weiter gesendet (vereinfacht)<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nEntscheidend ist das sogenannte <strong>TCP Window<\/strong>:\n<\/p>\n<p>\n<strong>Maximaler Durchsatz \u2248 TCP Window \/ RTT<\/strong>\n<\/p>\n<p>\nBeispiel:\n<\/p>\n<ul>\n<li>TCP Window: 64 KB<\/li>\n<li>RTT: 10 ms<\/li>\n<\/ul>\n<p>\n\u2192 <strong>~52 Mbit\/s maximal<\/strong>\n<\/p>\n<p>\nUnd das \u2013 obwohl eine 1 Gbit-Leitung vorhanden ist.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Warum kleine Dateien besonders langsam sind<\/strong><\/h2>\n<p>\nTCP startet jede Verbindung mit <strong>Slow Start<\/strong>:\n<\/p>\n<ul>\n<li>\u00dcbertragung beginnt langsam<\/li>\n<li>Steigert sich pro RTT<\/li>\n<li>Erreicht erst nach mehreren RTT die maximale Geschwindigkeit<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nBei kleinen Transfers ist der Vorgang oft schon beendet, bevor die Verbindung \u201eauf Touren kommt\u201c.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Schon minimaler Paketverlust kostet massiv Leistung<\/strong><\/h2>\n<p>\nEin weiterer kritischer Faktor ist Paketverlust:\n<\/p>\n<ul>\n<li>TCP interpretiert Verluste als \u00dcberlastung<\/li>\n<li>Sendefenster wird reduziert<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nBereits <strong>0,1 % Paketverlust<\/strong> k\u00f6nnen den Durchsatz deutlich reduzieren \u2013 besonders bei hoher Latenz.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Warum sich das f\u00fcr Nutzer \u201elangsam\u201c anf\u00fchlt<\/strong><\/h2>\n<p>\nBesonders betroffen sind sogenannte <strong>\u201echatty\u201c Protokolle<\/strong>:\n<\/p>\n<ul>\n<li>SMB \/ Netzlaufwerke<\/li>\n<li>Datenbankzugriffe<\/li>\n<li>Remote Desktop<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nDiese erzeugen viele kleine Anfragen hintereinander \u2013 und jede einzelne ist von der Latenz abh\u00e4ngig.\n<\/p>\n<p>\nDas Ergebnis:\n<\/p>\n<blockquote><p>\n\u201eDas Netzwerk ist langsam.\u201c\n<\/p><\/blockquote>\n<p>\nTats\u00e4chlich ist es aber oft das Zusammenspiel aus <strong>Latenz + Protokollverhalten<\/strong>.\n<\/p>\n<hr>\n<h2><strong>Was wirklich hilft<\/strong><\/h2>\n<h3>\u2705 Protokolle optimieren<\/h3>\n<ul>\n<li>HTTP\/2 oder HTTP\/3 (Multiplexing)<\/li>\n<li>rsync \/ SFTP f\u00fcr Transfers<\/li>\n<\/ul>\n<h3>\u2705 Daten n\u00e4her zum Nutzer bringen<\/h3>\n<ul>\n<li>Replikation<\/li>\n<li>Edge-Systeme<\/li>\n<\/ul>\n<h3>\u2705 Parallelisierung nutzen<\/h3>\n<ul>\n<li>Mehrere Streams<\/li>\n<li>Moderne Protokolle<\/li>\n<\/ul>\n<h3>\u2705 WAN optimieren<\/h3>\n<ul>\n<li>TCP Window Scaling<\/li>\n<li>Kompression \/ Deduplizierung<\/li>\n<\/ul>\n<hr>\n<h2><strong>Fazit<\/strong><\/h2>\n<p>\nDie wichtigste Erkenntnis ist simpel:\n<\/p>\n<p>\n<strong>Bandbreite ist selten das Problem \u2013 Latenz fast immer ein Teil davon.<\/strong>\n<\/p>\n<p>\nUnd diese l\u00e4sst sich nicht \u201ewegkonfigurieren\u201c, weil sie durch Physik begrenzt ist.\n<\/p>\n<p>\nOder anders gesagt:\n<\/p>\n<blockquote><p>\nEine Gigabit-Leitung n\u00fctzt wenig, wenn die Daten nicht schnell genug hin- und herbest\u00e4tigt werden k\u00f6nnen.\n<\/p><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Warum deine Gigabit-Leitung langsam wirkt \u2013 und warum das v\u00f6llig normal ist \u201eWir haben doch 1 Gbit\/s \u2013 warum ist<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.ritter.cc\/?page_id=190\" class=\"more-link\">Continue reading<span class=\"screen-reader-text\">Bound by the Speed of 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