Glossar zu Netzwerk- und QoS-Kennzahlen für Telekommunikationsmanager

Was die Dienstqualität misst

Quality of Service (QoS) umfasst Richtlinien und Netzwerkmechanismen, die den Datenverkehr klassifizieren und priorisieren, um verfügbare Ressourcen zu verwalten und eine besser vorhersehbare Leistung zu ermöglichen. Das ist besonders relevant, wenn verschiedene Anwendungen sich die Kapazität teilen und unterschiedliche Anforderungen haben: Ein Sprachanruf reagiert empfindlich auf Verzögerungen, während eine Dateiübertragung diese in der Regel besser toleriert.

QoS beschreibt technische Netzwerkbedingungen; die Quality of Experience (QoE) bezieht sich darauf, wie die Nutzerinnen und Nutzer den Dienst wahrnehmen. Netzwerkkennzahlen können helfen, eine schlechte Erfahrung zu erklären, bilden sie aber nicht vollständig ab: Die Zufriedenheit hängt auch von der Anwendung und den Erwartungen der Nutzenden ab.

Glossar der wichtigsten Kennzahlen

Bandbreite und Durchsatz

Die Bandbreite ist die verfügbare oder einem Link beziehungsweise Datenstrom zugewiesene Übertragungskapazität. Sie wird üblicherweise in Bits pro Sekunde angegeben, zum Beispiel in Mbps oder Gbps. Sie entspricht nicht unbedingt der Geschwindigkeit, die eine einzelne Anwendung erreicht: Gemeinsam genutzte Kapazität, Überlastung und Netzwerkkonfiguration beeinflussen das Ergebnis.

Für das operative Management empfiehlt es sich, die Kapazität eines Links vom tatsächlich übertragenen Datenvolumen zu unterscheiden. Ein Netzwerk kann über ausreichende Bandbreite verfügen und dennoch eine schlechte Nutzererfahrung bieten, wenn es hohe Latenz, Schwankungen oder Verluste aufweist.

Latenz

Die Latenz ist die Zeit, die ein Paket benötigt, um vom Ausgangs- zum Zielpunkt zu gelangen. Sie kann beispielsweise steigen, wenn Pakete während Überlastungsphasen in Warteschlangen warten müssen. Üblicherweise wird sie in Millisekunden (ms) angegeben.

Als grobe Richtwerte für interaktive Anwendungen gibt ManageEngine an, dass Verzögerungen unter 50 ms meist nicht wahrnehmbar sind; zwischen 50 und 150 ms können spürbare Pausen auftreten, und oberhalb von 150 ms kann die Unterhaltung deutlich stärker beeinträchtigt werden. Diese Werte sind keine allgemeingültigen Grenzwerte: Die Auswirkungen hängen von der Anwendung, der Route und den Messbedingungen ab. Bei einem Anruf kann eine hohe Verzögerung es den Gesprächsteilnehmenden erschweren, sich beim Sprechen abzuwechseln.

Jitter oder Schwankungen

Jitter, auch Schwankung genannt, beschreibt, wie stark die Verzögerung zwischen Paketen variiert. Er ist nicht dasselbe wie Latenz: Eine Verbindung kann eine moderate durchschnittliche Verzögerung aufweisen und dennoch erhebliche Schwankungen zwischen aufeinanderfolgenden Paketen zeigen.

Diese Variabilität kann Echtzeit-Audio und -Video beeinträchtigen, weil die Daten nicht in einem gleichmäßigen Rhythmus eintreffen. Deshalb reicht es bei der Diagnose von Aussetzern oder Sprüngen in einer Videokonferenz möglicherweise nicht aus, nur die durchschnittliche Latenz zu prüfen.

Paketverlust

Paketverlust bezeichnet den Anteil der gesendeten Pakete, die ihr Ziel nicht erreichen. Er kann die Kommunikation unterbrechen oder beeinträchtigen, besonders wenn eine Anwendung kontinuierlich Daten empfangen muss. Paketverlust sollte zusammen mit Latenz und Jitter betrachtet werden: Ein einzelner Wert erklärt weder die Ursache noch die Auswirkungen auf die Nutzerinnen und Nutzer für sich genommen.

Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Netzwerks, den Dienst konsistent und ohne wesentliche Unterbrechungen bereitzustellen. Der Begriff ist umfassender als eine punktuelle Messung: Für seine Bewertung kann es erforderlich sein, das Netzwerkverhalten über einen längeren Zeitraum und unter unterschiedlichen Auslastungsbedingungen zu beobachten.

QoS-Mechanismen: Wie der Datenverkehr verwaltet wird

Netzwerke können Klassifizierung und Priorisierung einsetzen, damit bestimmte Datenströme gegenüber anderen bevorzugt behandelt werden. Außerdem werden Warteschlangen zur Anordnung von Paketen, Mechanismen zur Verkehrssteuerung für die Regulierung der Übertragung und Zulassungskontrollen eingesetzt. Letztere begrenzen neue Verbindungen, wenn die verfügbaren Ressourcen nicht ausreichen, um die vorgesehenen Leistungsniveaus aufrechtzuerhalten.

In überlasteten Netzwerken helfen diese Richtlinien dabei, die Kapazität entsprechend den Anforderungen der Dienste aufzuteilen. Sie schaffen keine zusätzliche Bandbreite, sondern bestimmen, wie die vorhandene Kapazität genutzt wird und welcher Datenverkehr Vorrang erhält. Eine höhere Priorität für eine Anwendung kann daher bedeuten, dass einer anderen weniger Ressourcen zur Verfügung stehen.

Technologien wie DiffServ ermöglichen es, Pakete zu klassifizieren oder zu markieren, um unterschiedliche Richtlinien anzuwenden. Damit die Priorisierung durchgängig wirksam ist, müssen die relevanten Netzwerkgeräte und -abschnitte die konfigurierten Richtlinien interpretieren und einhalten können. Wird die Priorisierung nur auf einem Teil der Route angewendet, wird die Behandlung möglicherweise nicht im restlichen Streckenverlauf fortgeführt.

Kennzahlen im Zusammenspiel interpretieren

Für Betriebs- und Managementteams sind Kennzahlen besonders nützlich, wenn sie mit dem zu schützenden Dienst und der Wahrnehmung der Nutzerinnen und Nutzer in Beziehung gesetzt werden. Eine Videokonferenz kann sich beispielsweise aufgrund hoher Latenz, Jitter, Paketverlust oder einer Kombination dieser Faktoren verschlechtern. Eine höhere Priorität für den Datenverkehr kann bei Überlastung helfen, belegt für sich genommen aber nicht, dass das Problem behoben ist.

Eine praktische operative Auswertung kann in dieser Reihenfolge erfolgen:

1. Den betroffenen Dienst identifizieren und feststellen, wann die Beeinträchtigung auftritt.
2. Latenz, Jitter, Paketverlust und Kapazitätsauslastung in den relevanten Netzwerkabschnitten gemeinsam prüfen.
3. Die QoS-Richtlinien überprüfen und feststellen, ob die Netzwerkgeräte sie entlang der Route anwenden.
4. Die Kennzahlen mit der beobachteten Nutzererfahrung abgleichen, ohne anzunehmen, dass ein einzelner Messwert alle Probleme erklärt.

Die Überwachung und Analyse des Datenverkehrs können helfen, Engpässe zu lokalisieren und zu prüfen, ob die Richtlinien funktionieren. Bei der Interpretation sollten der Anwendungstyp, die Übertragungsrichtung und die Bedingungen berücksichtigt werden, unter denen die Daten erhoben wurden.

Grenzen und Herausforderungen des QoS-Managements

Die Konfiguration von QoS kann komplex sein und erfordert eine Abstimmung der Richtlinien zwischen Geräten und Technologien. Außerdem ändern sich die Verkehrsmuster; eine Konfiguration, die bei geringer Auslastung funktioniert, kann bei steigender Nachfrage andere Ergebnisse liefern. Auch die Kompatibilität zwischen Geräten und die Abdeckung der gesamten Route durch die Richtlinien beeinflussen deren Wirksamkeit.

QoS sollte daher nicht als absolute Garantie für eine bestimmte Nutzererfahrung verstanden werden. Sie ist ein Werkzeug zur Verwaltung von Prioritäten und Ressourcen; das Ergebnis hängt von der verfügbaren Kapazität, dem Netzwerkdesign, der angewendeten Konfiguration und den konkreten Anforderungen der jeweiligen Dienste ab.