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Einen Speedtest in ihrem Netzwerk durchführen

Die Datenrate oder auch umgangssprachlich “Geschwindigkeit” (engl. Speed) von Netzwerkverbindungen bestimmt wie schnell Sie Daten herunterladen und senden können. Wenn aber der über einen Video Stream übertragene spannende Film hakt oder das neueste Update mit 1GB Datenvolumen unerwartet lange dauert, dann ist wahrscheinlich eine niedrige Datenrate der Grund. Und auch im Fall das die Webseiten beim Surfen im Internet “gefühlt” schnell genug dargestellt werden, kann es sich lohnen die Geschwindigkeit Ihrer Netzwerkverbindung zu prüfen. Denn wenn Sie hier Verbesserungen erzielen können und damit die Darstellung von Webseiten um eine halbe Sekunde im Durchschnitt beschleunigen können, dann sparen Sie über einen längeren Zeitraum aufsummiert eine Menge Wartezeit.

Bevor sich dieser Artikel den einzelnen Methoden widmet wie Sie die Geschwindigkeit messen können, hier noch die Erläuterung eines wichtigen Konzeptes. Wenn Sie Daten mit einem anderen Computer austauschen, dann findet der Transfer fast immer über eine Vielzahl von Teilstrecken und anderen Netzwerken statt. Das unten stehende Bild stellt diesen Zusammenhang dar. Das Endgerät ist über Ethernet, WLAN oder PowerLine mit ihrem Internet-Router verbunden. Der Internet-Router hat einen Internetzugang über Kabel, Glasfaser, DSL oder Mobilfunk zu Ihrem Internetanbieter. Der Internetanbieter wiederum hat selbst einen Zugangspunkt zur Anbindung an das weltweite Internet. Das Ganze geht dann weiter bis der Zielcomputer erreicht ist. Die erreichbare Geschwindigkeit wird, etwas vereinfacht ausgedrückt, von dem langsamsten Glied in dieser Kette von Verbindungen bestimmt.

Bild: Ende zu Ende Netzwerkverbindung
Bild: Ende zu Ende Netzwerkverbindung

Das bedeutet, dass nicht zwangsläufig z.B. Ihr Internetzugang die Ursache für eine langsame Verbindung sein muss, sondern auch ein überlasteter Server am anderen Ende der Verbindung der Schuldige sein kann. Oder falls Sie eine Verbindungen mit einer theoretisch hohen Datenrate ausmessen wollen, z.B. eine Gigabit Ethernet Verbindung, dann kann evtl. Ihr eigener PC die Schwachstelle sein. Denn die Verarbeitung von Datenpaketen kann rechenintensiv sein, da neben den Funktionen für die Generierung und den Empfang von Datenpaketen, oft auch ein Virenscanner und eine Firewall den eingehenden und ausgehenden Datenverkehr prüfen. Eine andere Ursache kann eine klein ermittelte/eingestellte TCP Window size sein.

Bei der Durchführung von Geschwindigkeitstests sollten Sie sich auch bewusst sein das die erreichbaren Geschwindigkeiten im Internet auch von der Auslastung der Netzwerke abhängen. Diese kann je nach Wochentag und Tageszeit variieren. Die Wiederholung von Geschwindigkeitstest an verschiedenen Wochentagen und Tageszeiten kann helfen ein Muster und damit die Ursache für ein evtl. Problem festzustellen.

Im folgenden finden Sie eine Anzahl von Methoden zur Messung der Datenrate in Ihrem Heimnetzwerk und für Verbindungen in das Internet.

  1. Die einfachste Möglichkeit einen Geschwindigkeitstest des Internetzuganges durchzuführen ist das Angebot eines Speeedtests von einem Anbieter im Internet wahrzunehmen. Diese Speedtests nutzen Funktionen Ihres Webbrowser um eine feste bekannte Datenmenge separat im Downlink und Uplink zu übertragen und die Zeitdauer zu messen, welche dafür benötigt wird. Mit dem Resultat der Messung werden dann die tatsächlich erreichten Datenraten errechnet. Es ist anzunehmen, dass die Zielserver im Internet über eine Verbindung mit hoher Datenrate und auch über eine hohe Rechenkapazität verfügen, da nur dann das Angebot eines solchen Geschwindigkeitstests Sinn macht.

Notiz: Eine interessante Initiative ist das Speedtestangebot der Bundesnetzagentur (Link Breitbandmessung.de). Dieser Test ist für Sie etwas aufwendiger da eine Reihe von Daten abgefragt werden, welches es der Bundesnetzagentur erlauben das Resultat der Bewertung auszuwerten und z.B. einzelnen Internetanbietern zuzuordnen. Vorteil für Sie ist, das Internetanbieter so motiviert werden eine ordentliche Leistung bereitzustellen, da Ihnen sonst durch das Vorhandensein der Daten schlechte Leistungen nachgewiesen werden können und entsprechend Besserung eingefordert werden kann.

  1. Seit dem Windows 8 Betriebssystem wird Ihnen die Geschwindigkeit einer Datenübertragung direkt angezeigt. Wählen Sie eine ausreichend große Datei von der Sie erwarten, dass diese in ca. 10 Sekunden übertragen sein könnte. Starten Sie die Übertragung dieser Datei zwischen 2 Computern. Folgende Anzeige erscheint auf dem Bildschirm:
Bild: Speedtest Datenrate 1
Bild: Speedtest Datenrate 1

Klicken Sie unten links auf “mehr Details”, danach öffnet sich eine Grafik und ein Wert mit der vom Betriebssystem ermittelten Datenrate der Übertragung. Beachten Sie dabei das MB/s für MByte pro Sekunde steht. Um die Datenrate in Mbit/s zu ermitteln, müssen Sie den Wert noch mit 8 Multiplizieren.

Bild: Speedtest Datenrate 2
Bild: Speedtest Datenrate 2
  1. Die folgende Methode ist universell einsetzbar. Sie übertragen bei dieser Methode eine feste Datenmenge und messen die dafür benötigte Zeit. Aus diesen beiden Daten können Sie dann einfach die Datenrate errechnen mit welcher diese Übertragung stattgefunden hat. Damit ist es auch eine Möglichkeit relativ einfach jegliche Verbindungen in Ihrem eigenen Heimnetzwerk auszumessen. Im folgenden noch ein paar praktische Tipps. Nehmen Sie eine Datei welche bei einer erwarteten guten Datenrate in ca. 10 Sekunden übertragen sein könnte. Übertragen Sie diese Datei zwischen zwei Computern oder von einem Computer zu einem NAS (Network Attached Storage). Messen Sie mit einer Uhr die Zeitdauer der Übertragung in Sekunden. Errechnen Sie die erzielte Datenrate.

    • Ein Beispiel: Ihr WLAN Verbindung arbeitet nach IEEE802.11n. Mit 2x2 MIMO und 40Mhz Kanalbündelung ist eine brutto Datenrate von bis zu 300Mbit/s möglich. Über 10 Sekunden könnten in der Theorie somit 3000Mbit übertragen werden. Das sind grob 400MByte (3000 geteilt durch 8 (ein Byte ist gleich 8 Bit)). Sie messen nun, dass die Übertragung solch einer Datei in der Realität 43 Sekunden benötigt hat. Nehmen sie die 43 Sekunden nun als Divisor für die tatsächliche Dateigröße in bit (400MByte mal 8 geteilt durch 43 Sekunden). Als Resultat bekommen Sie ca. 70Mbit/s, was ein nicht unrealistisches Ergebnis für WLAN ist, da die netto Datenrate dort deutlich niedriger ist als die brutto Datenrate.

    • Um sicherzustellen das keiner der Messcomputer den Flaschenhals selbst bildet, ist es empfehlenswert, beide Computer direkt miteinander über eine Verbindung mit hoher Datenrate zu verbinden (z.B. Gigabit-Ethernet) und eine erste Messung durchzuführen. Liegt das Ergebnis hier bei größer 900Mbit/s (für Gigabit-Ethernet), dann sind Sie nun sicher das nicht die Computer der limitierende Faktor sind, wenn Verbindungen mit erwarteter Datenrate niedriger 900Mbit/s ausgemessen werden.

    • Bei einer Übertragung von Computer A auf Computer B ist das Resultat die unidirektionale Datenrate für die Verbindung von Computer A auf Computer B. Wiederholen Sie die Messung mit einer Übertragung von Computer B auf Computer A, um auch die andere Richtung auszumessen. Die Begründung ist, dass manche Übertragungsmedien wie WLAN asymmetrische Datenraten aufweisen können und Sie nur so das Gesamtbild bekommen.

  2. Eine etwas detailliertere und genauere Methode ist die Nutzung des “iPerf” Tools. iPerf ist eine Open Source Software, welche genau für den Zweck der Messung der Datenrate eines Netzwerkes geschrieben wurde. Das Tool benötigt Grundkenntnisse in der Netzwerktechnik um die Optionen zu verstehen, man muss aber kein Experte sein. Mit iPerf werden ebenfalls 2 Computer benötigt, welche die jeweiligen Endstellen der Datenübertragung darstellen. Auf einem der Computer muss iPerf als Server laufen, auf dem anderen als Client. iPerf ist ein Programm, welches über die Kommandozeile gestartet und gesteuert wird und hierbei zahlreiche Optionen erlaubt. iPerf ist für zahlreiche Betriebssystem verfügbar, selbst mobile Systme wie Android oder iOS. Mit jPerf gibt es auch eine graphische Benutzeroberfläche, als Alternative zur rein kommandozeilenbasierten Nutzung. Es gibt auch öffentlich nutzbare iPerf Server im Internet, welche es erlauben Geschwindigkeitsmessungen in das Internet durchzuführen. Die Webpräsenz über das iPerf Tool bietet den Download des Tools und eine ausführlichere Dokumentation wie man iPerf nutzt.

    • Stellen Sie auch bei der Nutzung des iPerf Tools sicher, das nicht die Endcomputer die Netzwerkgeschwindigkeit limitieren. Das können Sie prüfen indem Sie die 2 Computer (Client und Server) direkt mit einer hochbitratigen Verbindung zusammenschließen und messen ob diese voll genutzt werden kann.
    • iPerf

Tipp: Eine Fritz!Box hat schon einen iPerf Server integriert. Geben Sie “fritz.box/support.lua” in die Adresszeile Ihres Webbrowsers ein und melden Sie sich bei Ihrer Fritz!Box an. Danach erscheint eine Seite, mit Inhalten welche Ihnen und vor allem auch dem Support des Herstellers AVM helfen können einen Fehler nachzuvollziehen und zu beheben. Ganz unten auf dieser Seite finden Sie “Messpunkt für einen iPerf-Client im Heimnetz aktivieren”. Wenn Sie das entsprechende Kontrollkästchen markieren und die Einstellung übernehmen, haben Sie den iPerf Server aktiviert. Starten Sie nun zum Geschwindigkeitstest einen iPerf Client auf einem anderen Computer, unter Beachtung der korrekten Portnummer und unter Anwendung der IP Adresse Ihrer Fritz!Box. Beachten Sie ebenfalls, dass Sie eine kompatible iPerf Version verwenden. Unter Fritz!OS 06.51 funktionierte in einem Eigentest die iPerf Version 2. Es ist gut möglich das aktuellere Fritz!OS Versionen auch mit iPerf Version 3 zusammenarbeiten.

Ein im Zusammenhang mit Geschwindigkeitsmessungen sehr nützliches Tool ist Traceroute. Dieses Tool ermittelt die Stationen, welche ein Datenpaket von seiner Quelle (z.B. Ihrem PC in Ihrem Heimnetzwerk) bis zu seinem Ziel nimmt und gibt auch eine Abschätzung über die Latenz bis zu diesen einzelnen Stationen. Wenn Sie mit einer Geschwindigkeitsmessung in das Internet ein unerwartet niedriges Ergebnis bekommen, dann können Sie mit Traceroute feststellen wie nah oder entfernt der Zielserver liegt und bei Bedarf einen anderen Server probieren, bei dem Sie vermuten das dieser näher liegt. Eine unerwartet hohe Latenz bis zu eine der Stationen kann Ihnen auch eine Idee geben ob ein Engpass in der Datenrate im Internet selbst liegt.

Notiz: Während des Artikels wurde die TCP (Transmit Control Protocol) Window size erwähnt. TCP ist das Standardprotokoll auf der Transportschicht (OSI Modell) für die Übertragung von Dateien. Eine zuverlässige Datenübertragung über TCP wird sichergestellt, in dem der Empfänger den korrekten Empfang der Daten von Zeit zu Zeit bestätigt. Der Sender sendet keine weiteren Daten bevor nicht eine solche Bestätigung empfangen wurde. Der Sender erwartet allerdings nicht direkt für jedes gesendete einzelne Datenpaket eine Bestätigung, sondern erlaubt ein gewisses Maß an gesendeter Datenmenge bevor eine Bestätigung zwingend für den Fortgang des Sendens empfangen werden muss. Genau diese Datenmenge ist die sogenannte TCP Window size. Wenn jetzt der Sender immer wieder die Datenübertragung verzögert, weil die Empfangsbestätigungen nicht rechtzeitig ankommen, dann geht dies zu Lasten der per TCP erzielbaren Datenrate.

Notiz: Die verlinkten Websites zur Geschwindigkeitsmessung sind externe Angebote und nicht Bestandteil der Webpräsenz “DasHeimnetzwerk.de”.