Herausforderungen durch Echtzeitanwendungen im Netz

Applikationsspezifische Performance

Durch die erhöhten Anforderungen der Echtzeitanwendungen an die Übermittlungsleistung sind die Administratoren der Rechner und die Netzverantwortlichen gefordert noch enger zusammenzuarbeiten. Die Tage der gegenseitigen Schuldzuweisungen zwischen beiden Interessensgruppen bei einem Problem sind damit vorbei. Es setzt sich langsam die Erkenntnis durch, dass die Anwendungs-Performance ganz entscheidend von der Kooperation der Abteilungen abhängt. Dennoch sind viele hausgemachte Probleme in den Unternehmen noch zu bewältigen. Meist werden die Kosten für die Implementierung und den Betrieb eines QoS-basierten Lösungsansatzes unterschätzt. Für entsprechende Analyse- und Monitoringwerkzeuge steht meist ein zu geringes Budget zur Verfügung. Auch eine unzureichende personelle Ausstattung, der Mangel an Know-how und das Fehlen von Erfahrungen im Bereich der Echtzeitkommunikation stellen erhebliche Stolpersteine auf dem Weg zu einer zufrieden stellenden Performance dar.

QoS-Probleme haben viele Ursachen. Nur ein funktionierendes Netzwerk erspart viel Zeit und Geld.

Mehr Feingefühl und Analytik ist erforderlich, ein Netzwerk als Ganzes bis hinauf zur Anwendungsschicht zu betrachten. Ohne Know-how über Serverbetriebssysteme, Gateways, die Anwendungsprotokolle, das Übertragungsverhalten von LAN/WAN-Verbindungen und die vielfältigen Konfigurationsmöglichkeiten von Switches und Routern wird man den Verursachern von Problemen nur schwer auf die Schliche kommen.

Auch der ständig steigende Ressourcenbedarf durch neue Technologien und neue oder verbesserte Anwendungen führen schnell zu Leistungsengpässen und resultieren oft in Ausfällen der Echtzeitanwendungen. Datennetzwerke sind von ihrer Natur aus in ihrem Verhalten unvorhersehbar. Paketstaus und die daraus resultierenden erhöhten Verzögerungszeiten verschlechtern die Anwendungs-Performance. Um den Herausforderungen moderner Anwendungen aktiv begegnen zu können, ist vor allem ein umfassender Lösungsansatz notwendig. Nur die richtigen Messmethoden ermöglichen eine angemessene Reaktion auf unvorhersehbare Performanceprobleme und sorgen dafür, dass diese schnellstmöglich ausgeschaltet werden. Die Lösungen beispielsweise der Messtechnikfirma Nextragen unterstützen den Netzadministrator bei der Problemlösung und tragen dazu bei, dass die Anforderungen der Echtzeitanwendungen eingehalten werden:

• Überwachung: Eine umfassende QoS-Lösung basiert auf einer Überwachung sämtlicher Kommunikationsströme im Netzwerk. Dabei wird erfasst, wer mit wem kommuniziert, wie viel Bandbreite dafür aufgewendet wird und welche Anwender die gleichen Server bzw. die gleiche Anwendungen nutzen. Nicht geschäftsrelevante Anwendungen (privates Surven, Chats und auch Spiele) machen in manchen Unternehmensnetzwerken bis zu 50 Prozent des Bandbreitenverbrauchs in Netzen aus. Dazu muss die Verteilung der Anwendungen erfasst und bei Bedarf deren Bandbreite eingeschränkt werden. Im Idealfall werden alle nicht geschäftsrelevanten Anwendungen in einer Gruppe zusammengefasst und deren verfügbare Bandbreite beschränkt. Der „Trafficlyser RTP-Monitor“ sorgt für eine umfassende Langzeit-QoS-Analyse der VoIP-Verbindungen. Bei Überschreitung von prozesskritischen Schwellwerten werden Alarme generiert und der Administrator hat die Möglichkeit, rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu ergreifen.
• Shaping: Oftmals geben Unternehmen einen Großteil ihres IT-Budgets für sehr teure und geschäftskritische Applikationen aus, um dann herauszufinden, dass diese über das Netzwerk nicht effizient funktionieren. Diese Anwendungen müssen sich ihre Bandbreite von weniger wichtigen Applikationen erkämpfen, da die Bandbreiten-Ressourcen beschränkt sind. In der Regel fehlen den Netzen keine zusätzliche Bandbreite, sondern Wege, die vorhandene Bandbreite zu managen und deren Verbrauch zu kontrollieren. Hier setzt das so genannte Traffic-Shaping an. Dieses Verfahren steuert die Datenflüsse nach definierten Kriterien. Dabei wird der Netzwerkverkehr in verschiedene Bereiche eingeteilt. Diese Einteilungen sind beispielsweise Applikationen oder Protokolle, Zeit und Art der Verbindung. Das Traffic-Shaping  ermöglicht es gezielt geschäftsrelevante Dienste zu priorisieren. Irrelevante Anwendungen können entweder ganz gestoppt oder nur ein geringer Prozentteil der verfügbaren Bandbreite zugewiesen werden.
• Komprimierung: Die Datenkompression ist ein Verfahren zur Reduktion der zu übermittelnden Daten. Die Datenmenge wird reduziert, indem eine günstigere Repräsentation bestimmt wird, mit der sich die gleichen Informationen  in kürzerer Form darstellen lassen. Diesen Vorgang übernimmt ein Kodierer, und man bezeichnet den Vorgang als Kompression bzw. Kodierung. Man spricht von einer verlustfreien Kompression, wenn die kodierten Daten nach Anwendung der entsprechenden Dekodiervorschrift exakt denen des Originals entsprechen. Verlustbehaftet wird die Kompression oder Kodierung genannt, wenn sich die Daten im Allgemeinen nicht fehlerfrei rekonstruieren lassen. Durch Kompressionsmechanismen wird die verfügbare Bandbreite effizienter, genutzt und gleichzeitig dafür gesorgt, dass zeitkritische Anwendungen mit hoher Priorität übermittelt werden.

Fazit

Durch die Integration von Echtzeitanwendungen wachsen die Anforderungen an die Qualität der Unternehmensnetze drastisch an. Die Optimierung der LAN- und WAN-Ressourcen ist eine Voraussetzung für eine erfolgreiche Integration von Echtzeitanwendungen. (mh)