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Paketverluste richtig messen und Sprachqualität verbessern
Die Anrufqualität hängt stark von den Paketverlusten im Netzwerk ab. Deren Rate lässt sich aber nur mit den richtigen Methoden präzise ermitteln. Wir zeigen, auf was es ankommt.
Wenn Netzwerk-Manager die Sprachqualität messen wollen, denken sie dabei typischerweise an Paketverluste, Jitter und Verzögerungszeiten – und fast immer an Durchschnittswerte. Diese Zahlen sind allerdings in der Regel alles andere als genau und häufig irreführend.
Der wichtigste Wert sind ohne Zweifel die Paketverluste, die aber nicht nur die im Netzwerk verloren gegangenen Pakete berücksichtigen müssen, sondern auch Pakete, die durch den Jitter Buffer verworfen wurden. Wenn beim Überprüfen auf Paketverluste lediglich die Pakete gezählt werden, die im Netzwerk verloren gegangen sind – das übliche Verfahren traditioneller SNMP-basierter Managementmethoden, etwa Statistiken auf Grundlage von Management Information Base 2 (MIB2) und Remote Network Monitoring (RMON) –, ist Ihnen wahrscheinlich die größte Quelle von verloren gegangenen Paketen entgangen: Verwerfungen durch Jitter Buffer.
Ping-Test durchführen
Bevor Sie sich auf Maßnahmen zur Vermeidung von Paketverlusten stürzen, sollten Sie prüfen, ob überhaupt Paketverluste vorliegen. Zum Glück ist ein Test auf Paketverluste einfach durchzuführen, indem Sie den altbekannten Ping-Befehl einsetzen. Mit einem Ping erhalten Sie (unter anderem) Informationen zu verloren gegangenen Paketen.
Das Ping-Kommando ist Bestandteil jedes Betriebssystems. Falls es nicht über ein GUI-basiertes Tool zur Verfügung steht, lässt es sich immer über die Eingabeaufforderung von Windows beziehungsweise ein Terminal von macOS oder Linux aufrufen.
Geben Sie ein Ziel an, zum Beispiel eine IP-Adresse oder einen Domain-Namen auf der anderen Seite des Netzwerks, das Sie testen wollen, indem Sie Ping [Ziel] eingeben und die Eingabetaste drücken. Je nach Betriebssystem kann es ratsam sein, einige Optionen anzupassen. Beispielsweise führt das macOS standardmäßig den Ping dauerhaft aus, so dass Sie ewig auf die Beendigung des Befehls warten, ohne je ein Ergebnis zu den Paketverlusten zu erhalten. Durch Eingabe von Ping -c 10 vor dem Namen des Ziels weisen Sie das Mac-Betriebssystem an, den Ping zehnmal auszuführen. Wenn Paketverluste nur sporadisch auftreten und Sie nicht glauben, dass sie bei einem kurzen Test erkannt werden, erhöhten Sie die Ping-Anzahl auf 100 oder mehr.
Test auf Paketverluste durch Messen von Jitter-Buffer-Verwerfungen
Um Jitter – auch bekannt als Packet Delay Variation (PDV) – zu kompensieren und eine gleichmäßige Frame Play-out Rate aufrechtzuerhalten, implementieren VoIP-Endpunkte (Voice over IP) einen Jitter Buffer. Der Jitter Buffer fügt allen Paketen eine kleine Verzögerung hinzu und sendet sie mit einer konstanten Rate.
Falls ein Paket zu stark verzögert ist, indem es außerhalb der zusätzlichen Verzögerungszeit des Jitter Buffers ankommt, wird es vom Jitter Buffer verworfen. Infolgedessen verwandelt der Jitter Buffer den Jitter in eine zusätzliche Verzögerung und letztlich – sollte die Verzögerungsabweichung zu groß sein – in Paketverluste. Offensichtlich findet ein ähnlicher Prozess bei einfacher Verzögerung statt. Wenn das Paket zu spät ankommt, wird es verworfen. Deshalb können verloren gegangene oder verspätete Pakete VoIP-Sitzungen gravierend beeinträchtigen.
Paketverluste mit SD-WAN auf die Spur kommen
Heutzutage kann allerdings ein verloren gegangenes Paket, das Sie in einem Netzwerkpfad entdecken, überhaupt nicht verloren sein. Viele SD-WAN-Technologien (Software-defined WAN) am Edge Router implementieren Forward Error Correction (FEC). FEC beruht auf der Annahme, dass Paketverluste und Verzögerungen, die sich auf ein Paket auswirken, höchstwahrscheinlich nicht ein Duplikat dieses Pakets betreffen werden, das möglicherweise einen anderen Netzwerkpfad nimmt. FEC schützt Sitzungen zulasten von zusätzlichem Traffic, denn diese doppelten Pakete verbrauchen Bandbreite. Doch FEC kann die VoIP-Performance für den Endnutzer verbessern, da das Paket jetzt zwei Möglichkeiten hat, rechtzeitig anzukommen.
Es ist wichtig, sicherzustellen, dass Pakete, die als verloren gegangen markiert sind, auch tatsächlich Ihre VoIP-Sitzungen beeinträchtigen. Wenn das FEC-Verfahren diese Pakete repliziert, kann es sein, dass die Paketverluste sich überhaupt nicht negativ auswirken. Natürlich sind Paketverluste nie gut. Wenn es also um mehr geht als nur Werte im unteren einstelligen Bereich, ist es wohl an der Zeit, Ihren Service-Provider zu kontaktieren, um das Problem anzugehen.
Erfreulicherweise haben sich in jüngerer Zeit die Untersuchungsmöglichkeiten von WAN Analytics dramatisch verbessert. Während Geräte nach wie vor MIB2- und RMON-Daten sammeln, haben die meisten Edge-Geräte eine Session-orientierte Datenerfassung auf höherer Ebene implementiert. SD-WAN-Geräte und verwandte Netzwerkoptimierungs-Services, zum Beispiel Symantec PacketShaper, können häufig Informationen liefern, um die Benutzererfahrung präzise zu messen.
Letzten Endes machen wir uns Gedanken um Paketverluste, weil sie sich auf die Benutzererfahrung auswirken. Durch die Bezugnahme auf nutzerorientierte Analytics-Verfahren auf Session-Ebene können wir rasch und genau identifizieren, ob Paketverluste, so denn vorhanden, wirklich Probleme auf Service-Ebene verursachen.
