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Glasfaser-Latenzrechner: TCP-Durchsatz
Sehen Sie die physikalisch minimale Umlaufzeit zwischen zwei Städten über Glasfaser und den TCP-Durchsatz, den ein einzelner Stream erreichen kann. Nur Physik, nicht unser Netz.
Zum Suchen tippen: Hauptstädte und Städte ab einer Million Einwohnern. 1,0 ist die gerade Großkreislinie; reale Glasfaserrouten sind länger.
- Großkreisentfernung
- 6.427 km
- Untergrenze der Umlaufzeit, gerade Glasfaser
- 64,3 ms
- Umlaufzeit mit Pfadfaktor 1,5
- 96,9 ms
Nur Physik, nicht unser Netz: Die gemessene Latenz ist in jedem Netz höher.
TCP-Durchsatz eines Streams
Aus dem Städtepaar übernommen; ändern Sie den Wert, um andere Latenzen zu testen.
- Bandbreite-Verzögerungs-Produkt
- –
- Fenstergrenze
- –
- Verlustgrenze (Mathis)
- –
- Maximum eines einzelnen Streams
- –
Begrenzt durch Paketverlust: Senken Sie den Verlust oder nutzen Sie mehrere Streams.
So funktioniert es – und seine Grenzen
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Die Untergrenze ist die Großkreisentfernung zwischen den beiden Städten, multipliziert mit einem typischen Pfadfaktor, bei Lichtgeschwindigkeit in Glasfaser, zuzüglich eines kleinen Aufschlags für die Technik. Der Durchsatz ergibt sich aus der Fenstergröße und der Mathis-Näherung für Paketverlust.
Nur Physik, nicht unser Netz: Reale Routen sind länger als der Großkreis und fügen Warteschlangen hinzu, daher liegt die gemessene Latenz immer über der Untergrenze. Die Stadtkoordinaten stammen aus einem offenen Ortsverzeichnis, das unten genannt wird.
Datenquellen und Lizenzen
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Regulatorische Informationen dienen nur als Referenz und stellen keine Rechtsberatung dar; prüfen Sie den Link zur Regulierungsbehörde und das Datum „Zuletzt geprüft“.
City coordinates: GeoNames (opens in a new tab), licensed under CC BY 4.0 (opens in a new tab). Subset of cities15000; data modified.
Warum Latenz eine physikalische Untergrenze hat
Kein Netz ist schneller als das Licht. In Glasfaser bewegt sich Licht mit rund zwei Dritteln seiner Geschwindigkeit im Vakuum, daher fügt jeder Kilometer Glasfaser in jeder Richtung etwa 5 Mikrosekunden hinzu. Die kürzestmögliche Umlaufzeit zwischen zwei Städten folgt direkt aus der Großkreisentfernung zwischen ihnen: die doppelte Entfernung bei 5 Mikrosekunden pro Kilometer.
Reale Routen sind länger als die Großkreislinie. Kabel folgen Küsten, Grenzen und bestehenden Wegerechten, und der Verkehr durchläuft Technik, die an jedem Hop etwas Verzögerung hinzufügt. Ein Pfadfaktor bildet das ab: 1,0 ist die gerade Linie, reale Routen sind üblicherweise 1,2- bis 2-mal so lang. Der Vergleich einer gemessenen Umlaufzeit mit der Untergrenze zeigt, wie viel der Verzögerung auf die Entfernung und wie viel auf Route und Netz entfällt.
Latenz begrenzt auch den Durchsatz. Eine einzelne TCP-Verbindung kann nicht mehr Daten unterwegs haben, als ihr Fenster fasst, daher sendet sie höchstens ein Fenster pro Umlauf: Ein 64-KB-Fenster überträgt auf einem interkontinentalen Pfad nur wenige Megabit pro Sekunde, unabhängig davon, wie schnell die Leitung ist. Die Datenmenge, die nötig ist, um eine Leitung auszulasten – ihre Bandbreite multipliziert mit der Umlaufzeit –, ist das Bandbreite-Verzögerungs-Produkt; ein kleineres Fenster lässt die Leitung teilweise ungenutzt.
Paketverlust senkt die Obergrenze weiter. Die Mathis-Näherung schätzt das Maximum, das ein Standard-TCP-Stream halten kann, als Segmentgröße geteilt durch die Umlaufzeit, multipliziert mit etwa 1,22 und geteilt durch die Quadratwurzel der Verlustrate. Lange Pfade machen jeden Verlust teurer, weil jede Wiederherstellung einen vollen Umlauf dauert.
Fernverbindungen brauchen daher größere Fenster, moderne Überlastkontrolle oder mehrere parallele Streams, um ihre Bandbreite zu erreichen. Nutzen Sie die Untergrenze, um die Erwartungen an eine Anwendung zwischen zwei Regionen festzulegen, und messen Sie dann den realen Pfad, bevor Sie über die Konnektivität entscheiden.