Paketumlaufzeit

Bedeutung der Paketumlaufzeit

Die Paketumlaufzeit oder Round Trip Time (RTT) ist die Zeit, die ein Datenpaket (Datagramm) in einem Rechnernetz von einer Quelle zu einem Ziel und wieder zurück benötigt. Sie ist die Summe der Laufzeit von Punkt A nach Punkt B und von Punkt B nach Punkt A.

RTT ist wichtig, um die Reaktionszeit einer Netzwerkverbindung einzuschätzen und Übertragungsprotokolle an die vorhandenen Transportkapazitäten sowie wechselnde Lastzustände anzupassen. Der ähnliche Begriff Round Trip Delay wird speziell bei Ethernet verwendet.

Messung und Einsatz bei TCP

RTT wird in der Netzwerktechnik häufiger verwendet als eine nur in eine Richtung gemessene Latenzzeit (Verzögerungszeit, englisch „delay“). Der Grund: Für die RTT-Messung müssen die Uhren der beiden Endgeräte nicht zeitlich synchronisiert sein.

TCP misst die RTT fortlaufend. Damit entscheidet das Protokoll, wann ein Paket nach einer ausbleibenden Bestätigung erneut gesendet werden soll. Für eine durchschnittliche RTT misst man bei mehreren Paketen jeweils die Zeit zwischen Aussendung und Eintreffen der Bestätigung und bildet einen Mittelwert. Pakete mit erneutem Versand nach einem Timeout sollen nicht berücksichtigt werden, weil die Bestätigung nicht eindeutig einem bestimmten Paket zugeordnet werden kann.

Praktisch sendet Host A meist ein spezielles Paket, etwa einen ICMP-Ping, an Host B. Host B schickt sofort ein Antwortpaket zurück; die Zeit bis zu dessen Empfang bei Host A ist die RTT. Eine Verzögerung beim Absenden der Antwort, beispielsweise wegen stark erhöhter CPU-Last bei Host B, kann das Ergebnis beeinflussen.

Grenzen der Aussagekraft

Die halbe RTT ist nicht zuverlässig die Laufzeit in nur eine Richtung. Bei asymmetrischem Routing, zum Beispiel durch BGP-Policys, können Hin- und Rückweg unterschiedliche Verzögerungszeiten haben. TCP kann außerdem nicht sicherstellen, dass ein Paket für den Rückweg dieselbe Strecke nutzt.

Messwerte gelten grundsätzlich nur für das verwendete Protokoll. Policy-basiertes Routing kann verschiedene Protokolle auf demselben Weg unterschiedlich behandeln. Ping misst mit ICMP unter anderem Routing-Wege, ICMP-Fehlermeldungen, Paketverlustquoten, Sequenznummern, Paketgrößen beziehungsweise Fragmentierung, Time to Live und RTT. Welche Informationen erscheinen, hängt vom Ping-Programm und Betriebssystem ab. Da ICMP in vielen Netzen anders geroutet oder priorisiert wird als üblicher TCP-Datenverkehr, sollte man sich für eine sinnvolle RTT-Messung nicht allein auf Ping verlassen.

Typische RTT-Werte

Beispiele für typische Werte im lokalen Netzwerk bei TCP mit einem 1500-Byte-Paket:

• 100BASE-TX-Ethernet: <1 ms
• WLAN 802.11b: 10 ms
• ADSL 6000 ohne Fastpath: 40 ms
• ADSL 2000 ohne Fastpath: 55 ms
• ISDN: 200 ms; mit kleinen Paketen deutlich kürzer
• UMTS: 300–400 ms
• GPRS: 700–1000 ms

Für IP-Verbindungen im Internet jenseits des Routers werden genannt:

• innerhalb Deutschlands: < 50 ms
• USA: 100–150 ms
• Fernost: bis zu 300 ms