Mein Ping ist schlecht

„Also mein Ping ist heute mal wieder echt schlecht…“

Es gibt keinen Ping. Es hat hat noch nie einen Ping gegeben. Und wer einen Ping hat, der sollte mal genau schauen, ob es sich um einen Golfschläger oder einen Fluss handelt bzw. ob man etwas zu viel Urmel oder Jim Knopf gelesen hat.

Ping ist ein Stück Software. Mit Ping misst man die Roundtripzeiten bestimmter Pakete bestimmter Größen im Internet. Das geht logischerweise nur zwischen zwei Punkten. Der Startpunkt ist das System, auf dem das Programm „ping“ ausgeführt wird. Der Endpunkt ist die Gegenstelle, die man (analog zum Sonar unter Wasser) „pingen“ möchte. Das verwendete Protokoll ist ICMP.

Ein Rechner schickt ein ICMP-Paket mit der Bitte um Echo von der Gegenstelle auf die Reise. Die Router dazwischen (wenn sie nett sind) leiten das Paket weiter und die Gegenstelle (wenn sie nett ist) antwortet mit einem ICMP ECHO REPLY. Dieses ICMP-Antwortpaket kommt zurück zum ursprünglichen Startpunkt. Man kann nun die Zeit messen, die dieser Prozess benötigt hat. Dabei ist zu beachten:

• Paketgrößen: je größer das Paket ist, das man auf die Reise schickt, desto länger wird die Roundtripzeit. Bei größeren Paketen ist ggf. eine unfragmentierte Weiterleitung nicht mehr möglich, so daß diese an einem bestimmten Punkt einfach unterdrückt werden.

• Entfernung („Hop-Anzahl“): je weiter die Gegenstelle von einem entfernt ist bzw. je langsamer das Netzwerk dazwischen ist, desto länger ist die Roundtripzeit. Je mehr Router auf dem Weg zum Ziel und zurück zu finden sind, desto mehr Möglichkeiten gibt es, daß ein ICMP-Paket aufgrund von Router-Konfigurationen oder Überlastsituationen unterdrückt wird.

• Netzwerklast: je ausgelasteter das Netzwerk und die Router auf dem Weg zum Ziel und zurück sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit von ICMP-Paketverlusten, da die Router nicht verpflichtet sind, ICMP-Pakete weiterzuleiten. In einer Lastsituation können beispielsweise also ICMP- und UDP-Pakete protokollkonform ignoriert werden.

Wenn man VoIP oder Online-Spiele verwendet, dann ist die Roundtripzeit von Paketen zwischen dem eigenen Rechner und bestimmten Gegenstellen wichtig, da es dabei um Latenzen in der Kommunikation handelt, die man hören oder anderweitig negativ feststellen kann, wenn sie zu groß werden. Bei VoIP hört man Latenzen ab ca. 100 ms, sicher jedoch im Bereich von ca. 500 ms.

Man kann also logischerweise nicht von „mein Ping“ sprechen, da es solch eins nicht gibt. Es gibt nur Roundtripzeiten, die anhand von ICMP-Paketen bestimmter Größe mit Hilfe des Programms „ping“ zwischen zwei Punkten im Internet gemessen wurden. Damit man überhaupt eine solche Zahl erhält, sollte man sich erst noch auf die Paketgröße (Standard: 56 Bytes) und die Gegenstelle (man suche eine) einigen.

Man kann mit Ping zwei Positivtests durchführen:

• Erreichbarkeit einer Gegenstelle

• Roundtripzeitenmessung zu einer Gegenstelle

Das ist alles relativ, da letztendlich das ICMP-Protokoll verwendet wird, das in seinen Routing- und Zuverlässigkeitseigenschaften von UDP und TCP abweichen kann. UDP und TCP werden normalerweise für den tatsächlichen Datenverkehr für VoIP, Webseitenabrufe, E-Mail-Übertragung etc. genutzt.

Router dürfen ICMP-Pakete auch ignorieren, d.h. ohne Antwort an die sendende Stelle nicht weiterleiten.

Insbesondere sind die Paketlaufzeiten von ICMP-Paketen unter Umständen aufgrund von Routern, die verzögert antworten, ggf. irreführend. Paketlaufzeiten sind auch nur vergleichbar, wenn die Paketgrößen vergleichbar sind.

Ergebnisse, die ping oder traceroute liefern, können also nur Indizien in einem Gesamtbild sein, um bestimmte Arten von Problemen zu diagnostizieren.

Eine Gegenstelle antwortet überhaupt nicht auf ping.

• Die eigene Internetverbindung ist tot. Das läßt sich durch Aufruf wohlbekannter Seiten mit einem Webbrowser nachprüfen.

• Ein Router auf dem Weg zum Ziel blockiert und ignoriert ICMP-Pakete. Dies läßt sich i.a. nur nachweisen, wenn man von einem anderen Quellsystem aus das Ziel erreichen kann bzw. Router auf dem Weg zum Ziel (ermittelt z.B. per traceroute) mit ping erreichbar sind.

• Das Zielsystem antwortet auf ICMP Echo-Anfragen nicht. Diesen Fall von einem toten System zu unterscheiden gelingt nur, wenn man beispielsweise andere Dienste (z.B. HTTP) auf dem Zielsystem dennoch ansprechen kann.

• Der eigene Router blockiert ICMP-Antworten. Es gibt Router, die zwar die Versendung von ICMP-Paketen aus dem LAN heraus in das Internet erlauben, für die Zulassung von Antworten, die vom Internet ins LAN übermittelt werden sollen, jedoch besondere Erlaubnisregeln benötigen.

Man sollte sich anhand „normaler Situationen“ ein Bild der zu erwartenden Roundtrip-Zeiten machen. Nun weichen tatsächlich beobachtete Werte von diesen wesentlich ab (z.B. normal für Kabel-Internet wären 10 ms zu einem Zielpunkt, gemessen werden jetzt 300 ms).

Grund hierfür ist typischerweise eine Überlastsituation, insbesondere wenn nicht nur hohe Latenzen beobachtet werden, sondern auch Ausfälle. Diese Überlast kann an verschiedenen Punkten bestehen:

• im eigenen Internetzugangsrouter
• beim eigenen Internet Service Provider
• im Internet auf dem Weg zum Ziel
• beim Zielsystem

Man kann diese Fälle durch Nutzung von traceroute differenzieren, indem der Punkt des ersten Auftretens hoher Latenzen genauer eingegrenzt wird. Liegt das Problem jedoch nicht in einer Überlast des eigenen Routers, gibt es wenig Ahilfe außer Verständigung des ISP bzw. des Betreibers des Zielsystems.

Hohe Latenzen können auch auftreten, wenn Ersatzverbindungen zu regulären Verbindungen in Betrieb sind, die geringere Bandbreiten bieten.

Die Gründe hierfür liegen typischerweise in Überlastsituationen (siehe den vorigen Punkt) im eigenen LAN (z.B. durch P2P-Anwendungen/Filesharing) oder beim ISP, die tageszeitabhängig auftreten (z.B. am Morgen bei Bürobeginn, zur Mittagszeit, am Abend nach Feierabend).

Tritt der Effekt regelmäßig auf und ist nicht im eigenen LAN/Router begründet, so ist der ISP zu verständigen.