So verbessern Sie die Netzwerkbandbreite
Bandbreite ist einer dieser technischen Begriffe, die von der breiten Berufswelt übernommen wurden. Zum Beispiel: „Ich habe momentan nicht die Bandbreite, noch ein weiteres Projekt zu übernehmen.“ Übersetzung: Ich bin zu beschäftigt.
Natürlich denkt ein IT-Profi bei der Aussage, dass man nicht genügend Bandbreite hat, zuerst an etwas anderes: Was ist mit dem Netzwerk nicht in Ordnung?
Netzwerkbandbreite ist der unsichtbare Held der digitalen Organisation – also im Grunde jeder Organisation. Einfach ausgedrückt, ist Bandbreite ein Maß dafür, wie viele Daten innerhalb eines festgelegten Zeitraums, beispielsweise einer Sekunde, über eine Netzwerkverbindung übertragen werden können. In einer Zeit, in der Daten als Gold betrachtet werden, ist die Netzwerkbandbreite also entscheidend dafür, dass Daten fließen können, wann und wo sie benötigt werden.
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In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf die Netzwerkbandbreite – was sie wirklich ist und – entscheidend – wie man sie bei Bedarf verbessern kann.
Was ist Netzwerkbandbreite?
Lassen Sie uns zunächst eine eindeutige Definition für Netzwerkbandbreite finden. Hier ist eine von Derek Ashmore, Application Transformation Principal bei Asperitas:
„Netzwerkbandbreite ist die maximale Menge an Daten, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums über eine Netzwerkverbindung übertragen werden kann“, sagt Ashmore.
Ashmore merkt an, dass Bandbreite typischerweise in Bits oder Bytes gemessen wird. (Zur Auffrischung: Es gibt mehrere Bits in einem Byte.)
Mit dieser einfachen Definition ist es auch für Nicht-Techniker ziemlich leicht zu verstehen, warum Bandbreite wichtig ist: Wenn Sie nicht genügend davon haben, können Ihre Anwendungen und menschlichen Nutzer im digitalen Zeitalter wahrscheinlich nicht optimal arbeiten. Das ist nicht gut.
Ich habe Ashmore gebeten, einige umsetzbare Erkenntnisse zur Verbesserung der Netzwerkbandbreite zu teilen. Los geht's.
Wie kann man die Netzwerkbandbreite verbessern?
Im obigen Zitat von Ashmore gibt es ein Schlüsselwort: maximal. Anders gesagt, kann Netzwerkbandbreite als Potenzial betrachtet werden.
In diesem Sinne ist es eigentlich ziemlich einfach, die Bandbreite – also die maximale Datenmenge, die innerhalb eines bestimmten Zeitraums über eine Netzwerkverbindung übertragen werden könnte – zu erhöhen. Sie müssen nur bereit sein, mehr dafür zu bezahlen. Unter IT-Profis spricht man hier manchmal davon, ein „größeres Rohr zu kaufen“.
Aber Ashmore weist darauf hin, dass die Verbesserung Ihrer Konnektivität nur ein Teil der Optimierung der Gesamtleistung des Netzwerks ist. Eine verwandte, aber andere Kennzahl – der Netzdurchsatz – misst die tatsächlich übertragene Datenmenge während eines bestimmten Zeitraums. (Durchsatz wird normalerweise in Bits pro Sekunde gemessen.)
Netzwerkbandbreite ist eine grundlegende Komponente des Netzdurchsatzes – letzterer kann zum Beispiel niemals die Bandbreite überschreiten – aber Ashmore betont, dass sie nur ein Teil davon ist. Zudem erhöht eine größere Bandbreite nicht automatisch den Durchsatz.
Wenn wir also von „Verbesserung der Bandbreite“ sprechen, meinen wir eigentlich die Steigerung des Netzdurchsatzes – also die tatsächliche Datenmenge, die Ihr Netzwerk effektiv verarbeiten kann.
Ashmore hat einen Fünf-Schritte-Ansatz zur Umsetzung geteilt.
Schritt 1: Bandbreiten-Engpässe identifizieren
Der erste Schritt zur Verbesserung von Netzwerkbandbreite und Durchsatz besteht darin, alle Probleme zu identifizieren, die die Geschwindigkeit und Leistung verringern. Sie können Probleme schließlich nicht lösen, wenn Sie nicht wissen, dass sie existieren.
Die Implementierung starker Netzwerküberwachungs-Praktiken und passender Werkzeuge ist hier entscheidend. (Auch das Überwachen des Bandbreitenverbrauchs ist eine wichtige Netzwerkmetrik.) Ashmore empfiehlt, auf folgende Engpässe zu achten und diese anschließend zu beheben:
- Überlastete Router und Switches.
- Latenzzeiten durch weite Entfernungen oder ineffiziente Routen.
- Netzwerkschnittstellenkarten-(NIC)-Beschränkungen und Überlastungen
- Leistungsschwache Server. (Ashmore merkt an, dass dies genau genommen keine Netzwerkbegrenzung ist.)
- Schlecht konfigurierte Netzwerkeinstellungen.
- Überlastung von Sicherheitsgeräten wie Firewalls.
- Übermäßiger Netzwerkverkehr durch Broadcasts oder Multicasts.
Ein Beispiel: Ein Produktionsunternehmen könnte eine Latenz zwischen seinem zentralisierten Netzwerk und einer kritischen Anwendung in einer entfernten Produktionshalle feststellen. Wird die Netzwerkverbindung (und eventuell weitere Infrastruktur wie Rechen- und Speicherressourcen) näher an diese Anwendung gebracht, kann die Latenz sinken und der Durchsatz steigen. (Das ist einer der Gründe für die wachsende Verbreitung von Edge-Computing-Architekturen.)
Schritt 2: Netzwerk-Hardware und -Software aufrüsten
Wie die meisten anderen Formen des Rechnens basiert auch ein Netzwerk grundsätzlich auf Hardware. Selbst ein virtualisiertes Netzwerk, das weitgehend softwaregesteuert ist, benötigt dennoch Switches, Router, Load Balancer und weitere Infrastruktur.
Wenn diese Hardware altert, kann es zu Leistungsproblemen kommen. (Dasselbe Prinzip gilt im Allgemeinen auch für Software, insbesondere wenn diese nicht mehr regelmäßig aktualisiert oder aufgerüstet wird.)
„Sie können den Netzwerkdurchsatz erhöhen, indem Sie Ihre Netzwerkverbindung und Netzwerkhardware aufrüsten“, sagt Ashmore.
Auf Ebene der Verbindung könnte dies bedeuten, dass ein Upgrade notwendig ist – also eine größere Leitung zu kaufen –, um den maximalen potenziellen Durchsatz zu erhöhen.
Ashmore weist hier auch auf Link-Aggregationstechnologien als weitere Strategie hin. Bei diesem Ansatz bündeln Sie mehrere Netzwerkverbindungen zu einer einzigen logischen Verbindung. Das erhöht die verfügbare Bandbreite für andere Endpunkte im Netzwerk und verbessert die Fehlertoleranz und Ausfallsicherheit, da bei einem Ausfall einer Verbindung automatisch auf eine andere Verbindung innerhalb der Gruppe umgeschaltet werden kann.
Schritt 3: Entfernung verringern
Latenz ist der Fluch von Netzwerkadministratoren und Nutzern weltweit, weshalb sie einen eigenen Schritt verdient, obwohl wir sie bereits im ersten Schritt angesprochen haben.
Das grundlegende Prinzip lautet: Halten Sie Anfragen und Antworten im Netzwerk so nah wie möglich beieinander, um die Latenz zu minimieren. Ashmore betont, dass die schädlichen Auswirkungen von Latenz auf die Netzbandbreite ein Hauptgrund dafür sind, warum Content Delivery Networks (CDNs) wie Akamai oder Cloudflare weit verbreitet sind.
„Die Lichtgeschwindigkeit können Sie nicht beeinflussen, aber Sie können die Entfernung zwischen Anfragendem und Antwortendem verkleinern“, sagt Ashmore.
Hier ein Beispiel:
„Ich kann 10 Gbit/s Bandbreite zwischen einem Nutzer in Chicago und einer Website, von der er Daten herunterlädt, haben“, sagt Ashmore. „Befindet sich diese Website im Raum Chicago, erhalte ich über diese Verbindung 6–8 Gbit/s, aber wahrscheinlich weniger als 1 Gbit/s, wenn die Download-Seite in Indien oder Australien steht.“
Verringern Sie den physischen Abstand zwischen Anfrage und Antwort so weit wie möglich.
Schritt 4: Ziehen Sie eine dedizierte Verbindung in Betracht
Wenn Sie es noch nicht tun, empfiehlt Ashmore den Einsatz einer dedizierten Verbindung – das heißt, einer physischen Leitung, die ausschließlich von Ihrer Organisation genutzt wird – zwischen Ihrem Netzwerk und dem Internetanbieter oder Cloud-Anbieter anstelle einer Verbindung über ein Virtual Private Network (VPN).
VPNs sind nützliche Technologien und aus Kostengründen, Sicherheitsaspekten und anderen Gründen beliebt. Eine dedizierte Verbindung wird jedoch hinsichtlich Durchsatz und weiterer Kennzahlen in der Regel überlegen sein.
„Selbst wenn eine VPN-Verbindung über die gleiche Bandbreite wie eine dedizierte Verbindung verfügt, wird letztere trotzdem konstant bessere Ergebnisse liefern“, sagt Ashmore. Er nennt drei häufige Gründe dafür:
- VPN-Verbindungen sind meist geteilte Netzwerke, sodass Sie in puncto Bandbreite mit anderen Nutzern konkurrieren.
- Dedizierte Verbindungen haben bessere Netzwerk-Routing-Pfade.
- Dedizierte Verbindungen weisen geringere Netzwerklatenzschwankungen (Jitter) auf, also unerwünschte Schwankungen in den Ankunftszeiten von Datenpaketen. Jitter-Minimierung verbessert den Netzwerkdurchsatz.
Schritt 5: Reduzieren (oder segmentieren) Sie weiteren Datenverkehr auf Ihrem Netzwerk
Die alte Analogie, ein IT-Netzwerk mit einer Autobahn zu vergleichen, ist immer noch zutreffend: Es handelt sich um eine Straße, die für das schnellere Fahren ausgelegt ist, aber wenn alle gleichzeitig unterwegs sind, gibt es trotzdem Staus.
Gleiches gilt für Netzbandbreite und -durchsatz: Zu viele Nutzer (oder Anfragen) zur gleichen Zeit können alles verlangsamen.
„Weitere Nutzer auf einer Netzwerkverbindung können die Gesamtleistung gravierend beeinflussen“, sagt Ashmore.
Eine Lösung besteht darin, verschiedene Netzwerkverbindungen für bestimmte Nutzergruppen einzurichten. Ein grundlegendes Beispiel: Interne Netzwerkzugänge für Mitarbeitende und deren Geschäftsanwendungen von externem Internetzugang für Kunden und kundenorientierte Anwendungen zu trennen.
„Das stellt sicher, dass Mitarbeitende, die netzwerklastige Aufgaben (wie große Downloads) ausführen, die Kunden [und umgekehrt] nicht beeinträchtigen“, sagt Ashmore.
Hilfreiche Werkzeuge
Wenn es um die Verbesserung der Netzbandbreite geht, können die richtigen Tools entscheidend sein. Netzwerküberwachungssoftware bildet die erste Verteidigungslinie gegen Leistungsengpässe. Solche Tools bieten eine Echtzeit-Transparenz bezüglich der Bandbreitennutzung, sodass Sie den Netzwerkverkehr analysieren, Engpässe aufspüren und leistungsschwache Geräte oder Verbindungen schnell erkennen können.
Tools wie SolarWinds, PRTG und Nagios überwachen die Netzwerk-Gesundheit, melden kritische Probleme wie überlastete Router oder hohe Latenz und liefern die Daten, die Sie zur Optimierung der Bandbreitenzuteilung benötigen. Diese Einblicke sind entscheidend für das proaktive Management der Netzwerkperformance, bevor kleine Probleme zu größeren Störungen eskalieren.
Neben der Überwachung können Tools zur Netzwerkoptimierung – wie Traffic-Shaping-Software oder WAN-Optimierungslösungen – dazu beitragen, den Datendurchsatz zu verbessern. Beispielsweise können durch eine Kombination aus Quality of Service (QoS)-Einstellungen und Link-Aggregation kritische Datenströme priorisiert und mehrere Netzwerkpfade gebündelt werden, um die verfügbare Bandbreite für anspruchsvolle Anwendungen zu erhöhen. In Umgebungen mit hoher Latenz können Tools wie CDNs (Content Delivery Networks) oder Techniken wie Datenkomprimierung die Auswirkungen von Entfernungen auf die Datenübertragungsgeschwindigkeit verringern.
Diese Tools sorgen dafür, dass Ihr Netzwerk so effizient wie möglich arbeitet und Sie die maximale Leistung aus Ihrer Infrastruktur herausholen.
5 weitere Tipps für Netzbandbreite (und Fehler, die Sie vermeiden sollten)
Zum Abschluss teilte Ashmore eine Mischung aus „Do's“ und „Don'ts“, die Sie im Hinterkopf behalten sollten, wenn Sie die Bandbreite Ihres Netzwerks verbessern und den Durchsatz optimieren möchten.
1. Kennen Sie Ihren Bandbreitenbedarf. Wie bei anderen IT-Resourcen besteht auch hier die Möglichkeit der Über- oder Unterdimensionierung. Beide Extreme führen zu Problemen, beispielsweise zu unnötigen Kosten, einer schlechteren Leistung und Zuverlässigkeit oder anderen Schwierigkeiten.
„Vermeiden Sie es, den Bandbreitenbedarf zu unterschätzen, aber überschätzen Sie ihn auch nicht“, sagt Ashmore. „Haben Sie einen Plan, wie Sie Ihre aktuelle Netzwerkkonfiguration erweitern werden.“
2. Verstehen Sie, wie der Datenverkehr geleitet werden muss. Die Netzwerkarchitektur bildet das Fundament für optimale Leistung. Nehmen Sie sich die Zeit, um deren Aufbau und die Anforderungen Ihrer Nutzer und Anwendungen an das Netzwerk vollständig zu verstehen.
3. Planen Sie Redundanz und Ausfallsicherheit ein. Sie können die größtmögliche Leitung kaufen, aber es nützt nichts, wenn die Verbindung regelmäßig unterbrochen wird. Einige der oben genannten Strategien, wie beispielsweise die Nutzung einer dedizierten Verbindung, tragen dazu bei, dass das Netzwerk hochverfügbar und belastbar bleibt, wenn Vorfälle auftreten.
„Benutzer erwarten 100 % Netzwerkverfügbarkeit“, sagt Ashmore.
4. Nähe ist immer besser. Die räumliche Nähe ist – oft zu einem erheblichen Grad – entscheidend für die Leistung (und ihr Gegenstück, die Latenz). Wie Ashmore bereits betonte: Halten Sie Anforderer und Antwortenden möglichst nah beieinander.
5. Planen Sie Sicherheit von Anfang an mit ein. Nicht nur die Guten, auch die Bösen mögen Bandbreite und Durchsatz. Das heißt, Sie sollten sich Gedanken machen – und dies später aufmerksam überwachen – wie Netzwerkverkehr von außen herein (Ingress) und nach außen (Egress) fließt, wo mögliche Engpässe (wie Firewalls) liegen, und wie die Segmentierung des Netzwerks umgesetzt wird.
Abschließende Gedanken
Das Netzwerk ist heute das Rückgrat praktisch jedes Unternehmens. Die Gewährleistung optimaler Netzbandbreite – und eines optimalen Netzwerkdurchsatzes – ist unerlässlich, damit wichtige Anwendungen nicht nur verfügbar, sondern auch leistungsstark sind. Nehmen Sie das nicht als selbstverständlich hin.
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