Beschreibung des Verfahrens

Bei der Entwicklung des Tests wurde Wert auf eine möglichst praxistaugliche Messung gelegt, die den Alltag eines Surfers widerspiegelt.

Zwei Tools werden für die Darstellung der Ergebnisse eingesetzt, PING und WGET.

Schauen wir uns das Ergebnis eines PINGS an:

ping -c 10 8.8.8.8

PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=1 ttl=48 time=29.1 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=2 ttl=48 time=28.1 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=3 ttl=48 time=28.0 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=4 ttl=48 time=28.1 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=5 ttl=48 time=28.2 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=6 ttl=48 time=28.4 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=7 ttl=48 time=28.5 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=8 ttl=48 time=28.2 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=9 ttl=48 time=28.1 ms

64 bytes from 8.8.8.8: icmp_seq=10 ttl=48 time=28.4 ms

--- 8.8.8.8 ping statistics ---

10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9055ms

rtt min/avg/max/mdev = 28.020/28.349/29.190/0.315 ms

Über dieses Tool werden im obigen Beispiel 10 vergleichsweise kleine Datenpakete an den Host 8.8.8.8 geschickt. Der Host 8.8.8.8 (Google Nameserver) beantwortet die Anfrage und schickt ein kleines Datenpaket zurück. Ping misst nun die dafür verbrauchte Zeit in Millisekunden und gibt diese Zeiten aus.

Nach Verarbeitung der Pakete gibt Ping eine Statistik aus. Im Beispiel wurden 10 Pakete verschickt und 10 Pakete empfangen, daneben können minimale, maximale und durchschnittliche Laufzeit ausgelesen werden. Eine Besonderheit stellt der vierte Wert da, die sog. Deviation (Abweichung). Diese wird in einem gesonderten Diagramm dargestellt.

Mit dem Tool Ping kann also nicht die absolute Geschwindigkeit eines Netzwerkes gemessen werden, vielmehr dient es der Ermittlung der Reaktivität eines Netzes. Hohe Werte sind schlecht und führen zu einem zähen Seitenaufbau beim Surfen. Online Games leben von einer schnellen Übertragung der Datenpakete, mit Werten jenseits der 100ms ist man schon gestorben weiß es aber noch nicht da die Informationen dem Spiel noch nicht vorliegen.

In unseren Diagrammen finden sich die Ergebnisse des Pings an zwei Stellen.

Die gelbe Linie gibt die durchschnittliche Laufzeit eines Aufrufs an 8.8.8.8 wieder. Die rotbraune Linie mittelt diese Werte /Zusammenfassung von jeweils 20 Werten, so das der Betrachter eine Tendenz erkennen kann. Die Längsachsen werden dynamisch berechnet (Mittelwert * 2), es kam uns bei der Entwickler weniger auf die absoluten Werte, sondern um die Erkennung der Tendenz an. Die absoluten Werte sind ja als Datenblock in der jeweiligen Seite enthalten.

Die roten Punkte geben die Paketverluste wieder, wir schicken jeweils 10 Pakete und geben die Paketverluste in % an. Paketverluste sind natürlich ganz böse. Im wirklichen Datenleben verursachen gedroppte Pakete eine erneute Anforderung des Clients, was zu einer erheblichen Verlangsamung des „Interneterlebnis“ führt.

In diesem Beispiel ist das Netzwerk gut nutzbar. Die gelbe Linie gibt den Ping wider, der recht konstant um die 50 ms liegt. Es gibt keine Paketverluste, alle roten Punkte liegen auf der Null-Linie, was einem 100% Datentransfer entspricht.

Der zweite Teil des Tests wird mit wget durchgeführt. Wget ist ein freies Kommandozeilenprogramm des GNU-Projekts zum Herunterladen von Dateien aus dem Internet. Zu den unterstützten Protokollen gehören ftp, http und https. Wir laden über das http Protokoll minütlich eine 5 MB große Datei und messen die Zeit, die das Tool dafür verbraucht. Hiermit simulieren wir also den eigentlichen Surfvorgang. Der Wert befindet sich in den Dateien in der letzten Spalte und wird in KB/s angegeben. Fällt der Messwert auf 0, so konnte der Vorgang innerhalb einer Minute nicht abgeschlossen werden, oder es trat ein anderer Fehler auf (Timeout beim Verbindungsaufbau usw. usf.)

In diesem Beispiel ist das Netzwerk hoffnungslos überlastet. Die durchschnittlichen Laufzeiten der ICMP Pakete (Ping) liegen bei mehr als 100ms, die Übertragungsgeschwindigkeit mit wget bricht ein.

Mehr als die Hälfte aller ICMP Pakete kommen nicht zu 100% an, manchmal steigen die Verluste auf bis zu 30% an! Zu diesem Zeitpunkt kann man den Freifunk nicht mehr wirklich benutzen.

Aufbau des Messsystems

Die Messungen erfolgen auf einem virtualisierten Linux Mint 17.2. Die Scripte zur Datenerfassung werden per CRONJOB einmal pro Minute gestartet.

Der PING erfolgt gegen den Google Nameserver, der sich als sehr stabil erwies.

Die Route durch das FF-Netz stellt sich wie folgt dar:

1 OpenWrt.lan (192.168.1.22) 0.394 ms 0.365 ms 0.629 ms

2 10.3.0.244 (10.3.0.244) 31.875 ms 31.979 ms 33.102 ms

3 * * *

4 enp4s0f1.bb-a.fra3.fra.de.ffrl.de (185.66.192.128) 51.583 ms 52.337 ms 53.414 ms

5 de-cix10.net.google.com (80.81.192.108) 50.688 ms 50.781 ms 53.548 ms

6 216.239.46.94 (216.239.46.94) 59.102 ms 216.239.57.113 (216.239.57.113) 47.507 ms 216.239.47.84 (216.239.47.84) 46.804 ms

7 216.239.57.184 (216.239.57.184) 48.335 ms 216.239.57.186 (216.239.57.186) 44.864 ms 216.239.57.127 (216.239.57.127) 44.393 ms

8 108.170.232.79 (108.170.232.79) 44.281 ms 66.249.95.23 (66.249.95.23) 45.178 ms 209.85.251.178 (209.85.251.178) 45.240 ms

9 216.239.49.244 (216.239.49.244) 48.363 ms 74.125.37.103 (74.125.37.103) 48.895 ms 216.239.49.234 (216.239.49.234) 50.724 ms

10 209.85.242.15 (209.85.242.15) 52.185 ms 209.85.246.135 (209.85.246.135) 49.406 ms 209.85.246.160 (209.85.246.160) 52.649 ms

11 * * *

12 google-public-dns-a.google.com (8.8.8.8) 49.527 ms 49.608 ms 50.917 ms

Mit Wget wird eine 5 MB große Datei von einem unserem Server geladen, der im Rechenzentrum von Strato gehostet wird.

Die Route durch das FF-Netz stellt sich wie folgt dar:

1 OpenWrt.lan (192.168.1.22) 0.403 ms 0.335 ms 0.347 ms

2 10.3.0.244 (10.3.0.244) 34.185 ms 34.082 ms 34.129 ms

3 * * *

4 enp4s0f1.bb-a.fra3.fra.de.ffrl.de (185.66.192.128) 46.128 ms 46.439 ms 47.121 ms

5 morla.rzone.de (80.81.193.110) 44.216 ms 44.343 ms 44.318 ms

6 xe-0-0-1.core-b30.as6724.net (85.214.0.64) 44.855 ms 44.782 ms 44.918 ms

7 ae11.0.core-b2.as6724.net (85.214.0.68) 45.392 ms 43.776 ms ae1.0.core-b30.as6724.net (85.214.0.66) 43.682 ms

8 vl448.dcata-b16.as6724.net (85.214.0.159) 43.663 ms vl432.dcata-b16.as6724.net (85.214.0.157) 47.049 ms 46.913 ms

9 * * *

10 xxxx.stratoserver.net (85.214.xxx.xxx) 45.566 ms 46.347 ms 46.201 ms

Der virtuelle Linux Host ist via OpenWRT Routers kabelgebunden mit dem Freifunk Netzwerk verbunden (ergibt einen zusätzlichen HOP+Natting). Versuche den Host direkt per WLAN in das Freifunknetz einzubinden erwiesen sich als nicht hinreichend stabil um damit aussagekräftige Daten zu gewinnen.

fritzthecat 6/16