Paketverlust

Paketverlust bezeichnet Datenpakete, die ihr Ziel nicht erreichen. Der englische Ausdruck dafür ist Packet Loss. Ob das ein Fehler ist, hängt davon ab, warum sie verloren gehen — und diese Unterscheidung ist der Kern des Themas.

Zwei Arten von Packet Loss

Verlust als Signal. An einer Engstelle wird absichtlich verworfen, damit der Absender seine Senderate drosselt. TCP erkennt Überlast genau daran. Dieser Verlust ist gewollt, tritt unter Last auf und verschwindet, sobald die Last endet. Ein Netz, in dem nie etwas verworfen wird, hat lange Warteschlangen und hohe Wartezeiten.

Verlust als Fehler. Pakete gehen durch Störungen auf der Leitung, Funkstörungen, überlastete oder defekte Technik verloren. Dieser Verlust ist unerwünscht, tritt unabhängig von der Last auf und hat keinen Nutzen.

In einer Messung sehen beide gleich aus. Unterschieden werden sie über eine einzige Frage: Tritt der Verlust nur unter Last auf und verschwindet er ohne Last? Dann ist es ein Überlastsignal. Tritt er auch bei ruhiger Leitung auf, liegt eine Störung vor.

Diese Frage stellt in der Praxis kaum jemand — weshalb beide Fälle gleich behandelt und beide falsch bewertet werden.

Was normal ist

Auf einer verkabelten Verbindung ist null Prozent der Erwartungswert. Ein vereinzelt verlorenes Paket über längere Messungen ist unauffällig.

Dauerhafter Verlust ab etwa einem Prozent ist auf einer kabelgebundenen Strecke eine Störung. Oberhalb von zwei bis drei Prozent wird Sprachübertragung hörbar schlechter, und TCP-Verbindungen brechen in der Rate deutlich ein — schon kleine Verlustraten kosten überproportional viel Durchsatz, weil die Überlastregelung jedes Mal zurückfährt.

Im WLAN liegen die Verhältnisse anders. Dort werden Rahmen auf Funkebene wiederholt, bevor überhaupt etwas als verloren gilt. Was oben ankommt, ist bereits bereinigt — dafür schwankt die Laufzeit stärker.

Warum der Speedtest trotzdem gut aussieht

Der Grund, warum Betroffene und Anbieter aneinander vorbeireden.

TCP überträgt verlorene Pakete erneut. Verlust wird dadurch nicht sichtbar, sondern wirkt als Verlangsamung — die Übertragung dauert länger, kommt aber vollständig an. Eine Geschwindigkeitsmessung zeigt deshalb bei moderatem Verlust immer noch brauchbare Werte.

Sprachübertragung und Spiele laufen über UDP und wiederholen nicht. Dort schlägt derselbe Verlust unmittelbar durch: Aussetzer, abgehackte Sprache, Standbilder. Das erklärt die wiederkehrende Beschreibung, der Anschluss habe volle Rate und sei trotzdem unbrauchbar.

Die häufigste Fehldeutung

Verlust an einem Zwischenhop im Traceroute bedeutet nichts.

Router behandeln an sie selbst gerichtete Anfragen nachrangig (oder gar nicht). Unter Last antworten sie verzögert oder gar nicht, während sie den durchlaufenden Verkehr einwandfrei weiterleiten. Eine Messung, die auf Hop 5 vierzig Prozent Verlust ausweist und auf Hop 10 null, zeigt damit keinen Fehler auf Hop 5 — sondern einen Router, der keine Zeit für Höflichkeiten hat.

Aussagekraft hat ausschließlich der Verlust am Ziel. Ist er dort null, ist der Weg in Ordnung, gleichgültig was dazwischen angezeigt wird.

Daraus folgt umgekehrt: Steigt der Verlust ab einem bestimmten Hop und bleibt er bis zum Ziel bestehen, ist der Hinweis ernst zu nehmen.

Ursachen

Am Kabelanschluss. Der häufigste Fall in der Praxis. Störsignale, die im Rückweg eingekoppelt werden, summieren sich auf dem Weg zum Netzknoten — eine defekte Dose oder ein unsauberer Hausanschluss stört deshalb auch die Nachbarschaft. Erkennbar an steigenden nicht korrigierbaren Fehlern und an Pegeln außerhalb des zulässigen Bereichs.

Am DSL-Anschluss. Leitungsstörungen, zu geringer Störabstand, fehlende Reserve bei der Fehlerkorrektur. Erkennbar an den Fehlerzählern des Routers.

Im WLAN. Überlagerung durch Nachbarfunknetze, Entfernung, bauliche Hindernisse, das verdeckte Endgerät. Zeigt sich eher als schwankende Laufzeit denn als Verlust.

Durch Überlastung. Die oben beschriebene gewollte Variante — tritt auf, wenn die Leitung voll ausgelastet ist.

Durch defekte Technik. Kabel, Stecker, Netzteile, überhitzte Geräte. Ein Netzwerkkabel mit einem gebrochenen Aderpaar liefert nicht null, sondern schlechte Werte.

Im Netz des Anbieters. Segmentstörungen, überlastete Übergänge zu anderen Netzen. Für den Kunden nicht behebbar und nur durch Messung nachweisbar.

Abgrenzung

Die Latenz beschreibt die Laufzeit, der Jitter deren Schwankung. Beide sind unabhängig vom Verlust — ein Anschluss kann hohe Laufzeit bei null Verlust haben und umgekehrt.

Bufferbloat bezeichnet lange Warteschlangen. Dort ist der ausbleibende Verlust gerade das Problem: Würde früher verworfen, bliebe die Wartezeit kurz.

Die Bitfehlerrate beschreibt gestörte Bits auf der Übertragungsstrecke. Fehlerkorrekturverfahren gleichen einen Teil davon aus; erst was sie nicht mehr auffangen, wird zu Paketverlust.

Erneutes Senden ist die Reaktion von TCP auf Verlust. Es macht ihn für die Anwendung unsichtbar und für den Durchsatz teuer.

Quellen

• ITU-T Y.1540: Internet protocol data communication service — IP packet transfer and availability performance parameters