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Prüfstand | ADSL2+-Router
Dušan Živadinović
Durchdachtes
Abfertigen
Das Bandbreiten-Management
der ADSL2+-Router
Das Angebot an ADSL2+-Routern ist zwar erfreulich groß,
aber viele Modelle sind nicht mehr zeitgemäß konzipiert:
Sie senden alle IP-Pakete blindlings in der Reihenfolge ab,
wie sie aus dem LAN eingereicht werden. Die Konsequenz
sind halbierte Download-Raten und stotternde Wiedergabe
bei VoIP-Telefonaten. Bessere Router vermeiden
solche Störungen elegant per Bandbreiten-Management.
Beim Bandbreiten-Management
handelt es sich um
Techniken, mit denen Router
die Beförderungsreihenfolge
unterschiedlicher IP-Datenströme
beeinflussen (z. B. HTTP-Pakete
beim Surfen, SMTP-Pakete beim
Mailversand etc.). Prinzipiell sind
damit beide Übertragungsrichtungen
gemeint, sowohl aus dem
Internet zum LAN hin als auch
umgekehrt. In der Praxis spielt bei
ADSL-Routern die Senderichtung
die weitaus wichtigere Rolle, weil
sie die deutlich geringere Datenrate
bietet – erst Geräte, die mit
dieser knappen Ressource gut
haushalten, schöpfen den ADSL-
Anschluss vollständig aus. Deshalb
implementieren die meisten
Entwickler Bandbreiten-Management
nur für ausgehenden Verkehr.
Wir nehmen in diesem Beitrag
das Bandbreiten-Management
der ab Seite 88 getesteten
Router unter die Lupe.
Belkin, Netgear und Siemens
berücksichtigen diese Technik
bei den getesteten Modellen gar
nicht. Das hat zwei schwerwiegende
Mängel zur Folge: Übertragungen
in Senderichtung bremsen
eingehende Daten und parallele
Übertragungen in Senderichtung
behindern sich gegenseitig.
Deshalb raten wir von diesen drei
Router-Modellen ab.
Wenn also ein Nutzer während
eines Highspeed-Downloads zum
Beispiel eine Mail versendet oder
eine Filesharing-Anwendung
startet, verstopft er die Senderichtung.
Der gut angebundene
Server hat bis dahin den ADSL-
Router mit maximaler Datenrate
versorgt (z. B. 6 MBit/s), doch mit
Beginn des Mail-Versands gibt
der Router die Quittungspakete,
die der Empfänger-PC zum Server
schickt, verspätet weiter – der
Server drosselt daher seine Sendegeschwindigkeit.
So halbiert
ein ungeeigneter Router an einem
Test-Anschluss, der 6 MBit/s
empfängt und 700 KBit/s sendet,
die Download-Rate mit ungeschicktem
Upload-Verhalten; ist
die Senderichtung wieder frei,
nimmt die Download-Rate wieder
zu. Der Verlust ist umso
größer, je höher das Verhältnis
zwischen Down- und Uplink-Rate
ist. Unter den aktuellen ADSL-
Spezifikationen weist ADSL2+
die höchste Asymmetrie auf: Es
empfängt maximal 16 MBit/s,
sendet aber nicht mehr als
1ˇMBit/s. In der Praxis kann die
Asymmetrie noch ungünstiger
ausfallen, wenn die Senderichtung
aufgrund ungünstiger Leitungseigenschaften
oder Provider-Vorgaben
überproportional
langsam ist.
Intelligente Router vermeiden
solche Stausituationen durch
Priorisierung von Quittungspaketen
(TCP-ACK-Pakete). Dafür halten
sie den ausgehenden Verkehr
kurz an, analysieren die Pakete
und ziehen Quittungspakete
gegenüber anderen zu verschickenden
Paketen vor (z. B. Mail
oder File-Sharing). Die Senderichtung
ist zwar auch nach einer
Paket-Umsortierung voll ausgelastet,
aber weil Quittungspakete
umgehend zum Download-Server
geschickt werden, ist deren
Anteil am Sendevolumen höher –
und unterm Strich wird so auch
der Downlink ausgeschöpft.
Wenn der ausgehende Verkehr
gegenüber eingehendem
bevorzugt werden soll, empfiehlt
es sich, die ACK-Priorisierung
abgeschaltet zu lassen.
Eine Bildagentur könnte beispielsweise
ausgehenden VPN-
Verkehr oder dringende Foto-
Uploads gegenüber Surf- und
Download-Verbindungen priorisieren
wollen. Normalerweise
will man aber die ACK-Priorisierung
eingeschaltet haben. Die
Router von AVM, AirLive, Linksys,
Telekom und Zyxel handeln sich
Tadel ein, weil sie ACK-Pakete
grundsätzlich priorisieren. Die
Funktion ist bei allen fünfen
weder dokumentiert, noch lässt
sie sich abschalten.
Die ADSL-Sendegeschwindigkeit
setzt auch dem parallelen
Betrieb von mehreren Anwendungen
enge Grenzen. Bei der
Telefonie oder auch bei Online-
Spielen, die schnelle Reaktionen
erfordern, ist es entscheidend,
dass die Pakete innerhalb kurzer
Fristen beim Empfänger eintreffen.
Kommen sie zu spät an,
etwa weil parallel zum Telefonat
ein anderer LAN-Teilnehmer
Sendebandbreite für seinen FTP-
Upload beansprucht, ist deren
Wiedergabezeitpunkt verstrichen
und das Telefon des Gesprächspartners
verwirft sie.
Paketkompensation
In engen Grenzen kann es Laufzeitunterschiede
der einzelnen
Pakete mit seinem Empfangspuffer
ausgleichen, aber solche
Puffer sind meist nur wenige
KByte klein, weil sonst die Verzögerung
der Sprachwiedergabe
(Latenz) für eine menschliche
Verständigung zu groß wird. Zu
beachten ist aber, dass Aussetzer
auch andere Ursachen haben
können, etwa ein vorübergehend
durch Backup-Tätigkeit
hochbelasteter Rechner oder
überlastete Elemente auf der
Provider-Seite.
Hinsichtlich der Übertragungsanforderungen
bilden Anwendungen
wie die Mail-Kommunikation,
Surfen oder File-Sharing
den Gegenpol zur „umgehenden
Zustellung“: Sie setzen „zuverlässige
Zustellung“ voraus. Beispielsweise
braucht ein Mail-Programm
alle Pakete einer Nachricht,
damit es sie zusammensetzen
kann – wie schnell sie
ankommen, ist nebensächlich.
Beides können Router mit
eingebautem Bandbreiten-Management
berücksichtigen und
so eine bestimmte Dienstgüte
gewährleisten (Quality of Service,
QoS). Gegenüber Routern
ohne QoS reizen sie die Leitung
besser aus.
QoS-Funktionen gibt es in verschiedenen
Ausprägungen. Manche
Router lassen auch QoS-Konfigurationen
auf DSL-Ebene zu –
diese beziehen sich aber auf das
ATM-Protokoll und beeinflussen
nicht die Abfertigung der IP-Pakete,
sondern die Beförderung
durch das ATM-Netz des Providers
– wenn er die Einstellungen
beachtet. Einige wenige Provider
nutzen die ATM-Einstellungen
dazu, um den VoIP-Verkehr vom
sonstigen Internet-Verkehr schon
im Router zu trennen.
Üblicherweise unterscheiden
ATM-Elemente aber nicht zwischen
IP-Anwendungen – sie
schauen gar nicht erst in diese
Übertragungsschicht. Daher müssen
Teilnehmer-Router die IP-Pakete
noch vor dem Verpacken in
ATM-Zellen sortieren. Dafür halten
Router mit Bandbreiten-Management
die Pakete in Sendeund
Empfangspuffern kurz zurück,
bevor sie sie nach Dringlichkeit
sortiert weitergeben. Daneben
bieten manche WLAN-Router
QoS-Einstellungen für Funkübertragungen
(WMM). Auch diese
spielen für den Internet-Verkehr
keine Rolle – können aber die
Wiedergabe von Streaming-Inhalten
im WLAN verbessern.
Unter den Kandidaten, die
Bandbreiten-Management bieten,
kann man zwei Gruppen
unterscheiden: Einige wenige
können Quittungspakete bevorzugen
(TCP-ACK-Pakete), die
meisten bieten aber das „klassische“
QoS, mittels dem sie Pakete
zeitkritischer Anwendungen
bevorzugt absenden. Die Geräte
von AVM, DrayTek, Zyxel und das
Linksys WAG54G2 beherrschen
beides.
Nur die Fritz!Box und der
SpeedPort arbeiten ab Werk mit
eingeschaltetem QoS (die Regeln
berücksichtigen die Onboard-VoIP-Anschlüsse).
Bei einigen
ist auch die ACK-Priorisierung
ab Werk eingeschaltet. Jedoch
macht sich kein Hersteller
die Mühe, darauf hinzuweisen,
wie wichtig beide Funktionen für
die Durchsatzleistung eines Routers
sind – in den Anleitungen
sind die Funktionen gleich gewichtet
wie alle übrigen.
98 c’t 2009, Heft 2
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