Datengeschwindigkeit

25 Feb Datengeschwindigkeit

Die reale Geschwindigkeit der Datenübertragung hängt von allen Komponenten ab. Es gibt gewaltige Abweichungen zwischen der theoretischen und praktisch erzielten Werten.

MBit oder MByte?

Wir messen reale Werte in MByte/s. Auch der Finder des Mac zeigt Dateigrößen in MByte an. Ein Byte entspricht acht Bit – der Umrechnungsfaktor für Byte und Bit ist 0,125 oder 8. Die gängigen Geschwindigkeitsangaben von Schnittstellen oder DSL-Anschlüssen werden meist in Bit gemacht, denn das sieht viel imposanter aus. Beim unten genannten Beispiel von 802.11ac WLAN entsprechen 600 MBit/s genau 75 MByte/s. Aber auch das sind sind nur theoretische Werte unter idealen Bedingungen, siehe weiter unten.

MB = MByte

Wir kürzen den Wert MByte häufig ab mit MB/s. Gemeint sind hier nicht Bit, sondern Dateigrößen in Byte – so wie der Finder des Macs es anzeigt. Die hier genannten Werte basieren auf praktischen Messungen von Daten, die mit macOS  über den Finder kopiert wurden. Wir haben bei den Messungen drauf geachtet, dass die Randbedingungen stimmen, d.h. die beteiligten Komponenten die Messung nicht bremsen und die maximale Leistung der Schnittstelle zählt. Dass in der Praxis alle beteiligten Komponenten eine Rolle spielen, wird ebenso weiter unten beleuchtet.

Hier sind unsere praktisch gemessenen Geschwindigkeiten der Datenübertragung:

Netzwerk

Warum ist WLAN so lahm? Die Hersteller versprechen doch Datenraten von bis zu 600 Mbit/s (für 802.11ac WLAN, kompatibel mit IEEE 802.11a/b/g/n)?

Die Antwort ist einfach. Die Herstellerangaben beziehen sich auf ein ideales Umfeld: EIN Sender, EIN Empfänger, EIN Meter Abstand, KEINE Störsender. Darüber hinaus spielt die Anzahl der Antennen (MIMO) eine Rolle. Da kaum jemand von uns direkt in der Mitte der Sahara nachmessen kann, ergeben sich in der Praxis deutlich geringere Werte wegen Nachbarsendern, Mikrowelle, Richtfunk und anderen Störquellen. Praktisch gemessen kommt WLAN nur unter sehr guten Bedingungen über 5 MByte/s hinaus. Nur ganz selten lassen sich die Rahmenbedingungen dafür verbessern.

Die Kategorien der Ethernet-Kabel CAT5 bis CAT7 unterscheiden verschiedene Abschirmungs-Qualitäten. Aufgrund der besseren Isolierung sind mit Kabeln der höheren Kategorie schneller Datenübertragungen möglich. Gelegentlich werden mit den CAT5-Kabeln bessere Werte erreicht, das ist jedoch Glücksache.

Generell gilt: Kabel der höheren Kategorie sind besser abgeschirmt und übertragen Daten schneller. Kabel ohne Beschriftung sind meist mieser als CAT5. Insbesondere, wenn die Metallabschirmung im Steckerbereich fehlt, sind unbeschriftete Kabel reines Glücksspiel und sollten in Computernetzwerken generell vermieden werden. Ganz konkret: Wenn Sie in der Schachtel des neuen DSL-Routers ein Netzwerkkabel finden, dann sollten Sie das nicht im internen Netzwerk verwenden.

Internet-Zugang

Beim Internet-Zugang werden Geschwindigkeitsangaben in MBit/s gemacht. Ihr Computer zeigt nict Bit, sondern Byte an – der Umrechnungsfaktor ist 8 bzw. 1,25.

Switche

10/100er Switche sind die klassischen Bremsen in „gewachsenen“ (d.h. ungeplant zusammengeschusterten) Netzwerken und gehören ganz eindeutig zum alten Eisen. Glücklicherweise haben wir diese veralteten Switche schon seit einiger Zeit nicht mehr bei Kunden entdeckt, aber man weiß ja nie 😉

10/100: 10 MB/s
GigaBit 10/100/1000: 90 MB/s

USB

Die für USB angegebene Geschwindigkeit erfolgt meist als Brutto-Datenrate. Die realen Alltagswerte liegen ca. 40% darunter.

* Bei USB-C konnten wir bisher noch keine reale Messung vornehmen, die die tatsächliche nutzbare Geschwindigkeit wiedergibt.

Firewire und Thunderbolt

„20 GBit/s Geschwindigkeit“ kann man in der Praxis mit einem Thunderbolt 3-Anschluss nicht erreichen.

Festplatten

Wir sind nicht ohne Grund Spezialisten für die Mac-Aufrüstung mit eigener Werkstatt. Die Leistung von SSDs ist im Vergleich zu mechanischen Festplatten sehr viel schneller und beschleunigt die Leistung eines Mac-Arbeitsplatzes ganz deutlich.

VPN mit DSL

Internetanschlüsse mit DSL sind i.d.R. asymmetrisch – deshalb werden sie auch als ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) genannt: Schneller Download, langsamer Upload. Was das für VPN bedeutet, zeigt dieses Schaubild.

Die Geschwindigkeit einer VPN-Verbdingung ist in beiden Richtungen nur so schnell wie der langsame Upload-Kanal. Wenn Sie von zu Hause (rechts, grüne dargestellte Leitung) ein Bild auf den Server laden, dann erreichen Sie maximal 0,75 MByte/s. Wenn Sie vom Server (links, blau dargestellte Leitung) eine Datei laden, dann begrenzt der Upload-Kanal der DSL-Verbindung des Büros die Geschwindigkeit – hier 1,25 MB/s.

Praxis

Die effektive Geschwindigkeit ist der  Übertragung von Daten im Netzwerk nur so schnell wie die schwächste Komponente. Das kann die Verwendung des WLANs sein, oft liegt es auch an schlechten Kabeln.

Im obigen Beispiel ist wie Nutzung des WLANs der Flaschenhals. Die Verbindung von Server und Switch ist mit Cat6-Kabeln top, mehr könnte der GigaBit-Switch auch nicht leisten. Die Netzwerkverkabelung kommt natürlich bei Weitem nicht an den die Leistung des Thunderbolt-RAIDs am Server heran, aber durch Nutzung von WLAN wird die max. erreichbare Geschwindigkeit von ca. 90 MB/s stark ausgebremst. Beim MacBook kommen über WLAN nur 5 MB/s an.

Hier sind zwei potentielle Bremsen im Netzwerk zu sehen. Das RAID-Laufwerk am Server leistet über FireWire 800 nicht mehr als 45 MB/s. Zudem bremset ein altes Netzwerkkabel zwischen Server und Switch den Datendurchsatz auf 12 MB/s. Mit dem Austausch dieses Kabels würde man NICHT auf die 90 MB/s kommen, die man mit CAT6-Kabeln praktisch erreichen kann – denn die FireWire-Schnittstelle würde den Datendurchsatz auf 45 MB/s bremsen.

Äpfel und Birnen

Es gibt gewaltige Abweichungen zwischen der theoretischen Geschwindigkeit von Schnittstellen/Kabeln/Massenspeichern und den praktisch erzielten Werten. Das liegt einerseits an den Unterschieden von MBit und MByte (siehe oben), andererseits an den Einflussfaktoren von Gehäusen, Controllern, den verwendeten Dateitypen + Dateigrößen und den Test-Computern.

Der Test der externen SSD Sandisk Extreme Portable zeigt das sehr klar: die Schnittstelle USB 3.1 kann theoretisch 10 GBit/s übertragen (= 1.250 MByte/s), die effektive Geschwindigkeit beträgt jedoch nur 240 MB/s an einem Lenovo ThinkPad T460p oder 427 MB/s an einem Dell Inspiron 15 5000 2-in-1.