Unitymedia Connect Box LAN Ports

[striker52]

Hallo zusammen,
ich habe das folgende merkwürdige Verhalten meiner Connect Box:

3 PCs mit GBit Lan-Karte liefern im Download 120-130 GBit sowohl direkt an den LAN-Ports als auch über einen GBit-Router angeschlossen. 2 Notebooks mit 100 MBit Karte liefern an der Box oder am GBit Router nur 47-49 MBit.
Wenn ich von der Connect Box über ein Power-LAN (dlan 1200+) in ein anderes Zimmer gehe, bekomme ich bei den GBit-PCs 120-128 MBit und bei den Notebooks jetzt aber 98-99 MBit (jeweils direkt per LAN-Kabel am dlan-"Empfänger".
Wenn ich auf der "Empfangs-"Seite einen GBit-Switch an den dlan hänge, bekomme ich bei den PCs ebenfalls 120-128 MBit und bei den Notebooks wieder nur 47-49 MBit.

Ich habe schon diverse Einstellungen an den Netzwerkeinstellungen der Notebooks erfolglos ausprobiert. Die Connect Box und der GBit-Switch (D-Link DGS 105) scheinen irgendwie mit den langsameren nicht zurecht zu kommen. Das Power-Lan scheint das jedoch irgendwie zu korrigieren.
Den Download habe ich mit verschiedenen Speetests gemessen.
Die Übertragung von PC zu Notebook (PC und Notebook am GBit Switch, sowie einen weiteren PC direkt an der Connect Box) funktioniert mit der vollen maximalen Notebook-Geschwindigkeit, 500MB-Datei übertragen, gemessen im Taskmanager--> Ethernet.

Kann mir das jemand erklären?
Hier eine Skizze der Verkabelung:

PC------------------|
Notebook---- GBit-Switch-------dlan------------------dlan-------ConnectBox-------PC

Danke schonmal für eure Antworten!

 

[ArcticShield]

Klappt die automatische Aushandlung der Port Geschwindigkeiten einfach nicht? Kenne sowas von älteren Geräten aus dem Unternehmen für das ich arbeite. Manche muss man einfach fest einstellen.

 

[striker52]

Hallo ArticShield!
Danke für deine Antwort. Das könnte sein. Das oben geschilderte Problem reduziert sich ja darauf, dass bei direkter Verbindung Connect Box<===>Notebook statt knapp 100 MBit nur etwa die Hälfte rauskommt. Merkwürdigerweise kommen aber die 98-99 MBit (von theoret. max. 100 MBit) von WAN-seitig eingespeisten 125-130 MB am Notebook an, wenn ich das Notebook über dLan (eigentlich doch transparente Übertragung???) an die CB anschließe. Gilt übrigens für alle Notebooks mit 100 MBit LAN-Karte, die ich inzwischen probiert habe.
Auf dem Notebook wird unter den Netzwerkeinstellungen bei Status von Ethernet 100,0 MBit/s angezeigt. Autonegotiation ist am Notebook eingestellt. Feste EInstellung auf 100 MBit ändert nichts, versuchsweise auf 10 Mbit eingestellt bringt im Download dann 9,8 MBit (auch wenn die dLan-Strecke und ein GBit-Switch dazwischen geschaltet sind). An den Einstellungen an den Notebooks scheint es also nicht zu liegen.
Sieht so aus, als ob die Connect Box irgendwie nicht klar kommt. Vielleicht "sendet" die an den LAN-Ports immer mit GBit und die 100 MBit Geräte sind mit Puffern beschäftigt, wodurch der tatsächliche Durchsatz verringert wird? Das erklärt aber nicht wieso bei der Verbindung
a) CB<====dlan====dlan====>Notebook die 100 MBit
b) CB<====dlan====dlan====GBit-Switch=====>Notebook 50 MBit
ankommen.

An dem Port am Switch, an dem das Notebook hängt, leuchtet korrekterweis die Fast Ethernet LED. Von der CB kommen aber nur ca. 50 MBit aus dem Internet (also vom WAN-Port) an, von anderen PCs am selben Switch und an einem anderen LAN-Port der CB kommen die vollen 100 MBit (in beide Richtungen) an.

Bin jetzt ratlos.

PS: Wenn ich von Notebook schreibe, habe ich das immer mit zwei verschiedenen Modellen (Samsung und Lenovo) mit unterschiedlichen LAN-Modulen getestet.

 

[hajodele]

Ich hatte so was mal, als ich hinter einer Fritzbox einen 100Mbit-Switch angeschlossen habe.
Verbindung ohne Switch 1Gb
Verbindung mit Switch 50 Mb

Nachdem ich mir dafür einen Gbit-Switch gegönnt habe, war alles gut und ich machte mir keine weiteren Gedanken darum

 

[striker52]

Ja, aber bei mir ist ja die ConnectBox diejenige, die zwar an GBit-Teilnehmer korrekt liefert, an 100MBit Teilnehmer jedoch nur die Hälfte. Es sei denn der 100Mbit Teilnehmer wird nicht direkt am LAN-Port sondern über Power-LAN (devolo dlan 1200+) angeschlossen. Selbst an einem GBit Switch kommen von der ConnectBox am 100Mbit Teilnehmer nur 50Mbit an, von Teilnehmer zu Teilnehmer direkt am GBit Switch geht die volle Bandbreite, die der langsamere der beiden Teilnehmer kann.

 

[striker52]

Habe heute Nachmittag nochmal alles durchprobiert und eine Skizze meines Netzwerks erstellt (siehe Anhang).
Innerhalb meines Netzes funktionieren die 100Mbit-Clients so wie sie sollen mit einer Übertragungsrate von fast 100Mbit. Wenn sie jedoch Daten aus dem Internet ziehen (also über den WAN Port der Connect Box), gehen die Downloadwerte auf die Hälfte der möglichen 100Mbit zurück.
Einzige Ausnahme: Wenn zwischen dem LAN-Port der Connect Box und dem LAn-Port des 100Mbit-Clients eine Power-LAN-Strecke (und sonst nichts, also auch kein Switch) geschaltet ist. In meinem Fall ist das eine Devolo dlan 1200+ Strecke. Die Connect Box alleine ist offensichtlich nicht in der Lage die Bandbreite anzupassen, das macht anscheinend die dlan-Strecke. Anders kann ich mir das nicht erklären.

Wäre interessant ob andere Kunden dieses Problem auch haben, dass am Gbit-Anschluss der Connect Box bei einem direkt verbundenen 100Mbit-Client nur 50Mbit aus dem Internet ankommen; bzw. wie verhält es sich bei Fritzboxen?

 

[boba]

Super Bild. Da hat man den Überblick über die Struktur.

Ein interessantes Problem.
Es fällt auf, dass das Problem auch auftritt, wenn der 100 MBit Client direkt in der Connect Box steckt. Die dlan Strecke ist also kein Auslöser. Unter einer Kombination verhindert es das Problem, aber Auslöser ist sie nirgends. Ebensowenig der zusätzliche Switch.
Das Problem ist auch nicht das Problem eines Ports oder eines defekten Switches, denn es tritt sowohl im Switch der Connect Box als auch im externen Switch auf.
Das Problem tritt auf, wenn die Datenrate aus dem Internet höher ist als die Datenrate des Interfaces. Und nur dann, sonst nie.
Aber nur für Verkehr mit dem Internet, nicht für internen Verkehr.
Es gibt also einen Unterschied zwischen dem Datenverkehr aus dem Internet und dem internen Datenverkehr.

Es gibt tatsächlich einen Unterschied zwischen dem Datenverkehr aus dem Internet und dem internen Datenverkehr: die Größe der Nutzlast (MTA bzw. MSS). Bei Ethernet und auch auf der WAN Strecke ist die maximale Paketgröße üblicherweise 1500 Bytes. Im LAN gehen für die Ethernet-Pakete ein paar Bytes an Overhead ab, so dass die maximale Größe der Nutzdaten etwas kleiner ist. Im WAN gehen mehr Bytes an Overhead ab, so dass die maximale Größe der Nutzdaten kleiner als bei LAN ist. Dadurch müssen Pakete fragmentiert werden, wenn sie mit Nutzdaten so konstruiert wurden, dass sie nur ins LAN aber nicht ins WAN passen. Das fragmentieren senkt etwas die Datenrate, aber gleich halbieren sollte es es nicht.

Es gibt einen weiteren Unterschied: wenn Daten schneller reinkommen als verarbeitbar sind, springt die flow control von tcp/ip an. Normalerweise arbeitet die absolut korrekt (schließlich gibts tcp/ip und unterschiedliche Datenraten seit über 30 Jahren), aber falls man icmp Pakete in Firewalls filtert, dann kann es sein, dass es nicht mehr korrekt funktioniert.

Wenn du die Firewalls an deinen 100MBit Kisten so eingerichtet hast, dass icmp Traffic gefiltert wird, vielleicht auch an der Connect Box, kenne die nicht so genau, dann könnte das passieren was du siehst. Auch die Fragmentierung, die ich erwähnt habe, sollte eigentlich durch Nichtblockierung von icmp vermeidbar sein.

Inwieweit Fragmentierung die Ursache des Problems ist, kannst du rausfinden, indem du einen über ipv6 laufenden Speedtest machst. Bei ipv6 gibt es generell keine Fragmentierung, d.h. wenn bei Verwendung von ipv4 eine andere Geschwindigkeit als bei Verwendung von ipv6 gemessen wird, ist das Problem die Fragmentierung - unter der Voraussetzung, du verwendest denselben Speedtest-Server natürlich.

Es gibt auch auf manchen Routern die Option des "MSS-Clamping". Oder auch bei manchen die Möglichkeit eine MTU vorzugeben. Aktiviert man das, dann hat man die Möglichkeit die maximal zulässige MSS bzw. MTU zu patchen, so dass die Aushandlung auf den Clients über icmp nicht nötig ist.

Was genau abläuft, könnte man über Paket-Traces (z.B. mit Wireshark) sehen. Da würde man sehen, ob Fragmentierung durchgeführt wird, ob icmp durchkommt und ob Paketverluste bzw. unnötige Übertragungswiederholungen (durch fehlerhafte flow-control) vorkommen. Dann müsste man schauen wieso, um auf die Ursache zu kommen.

 

[striker52]

Hallo buba,
Vielen Dank für deine ausführliche Analyse und Erklärung. Sowas in der Richtung hatte ich mir auch gedacht. Ich bin allerdings kein Netzwerkspezialist und verfüge auch nicht über die notwendigen Tools, um das alles zu analysieren. Darüberhinaus kann man in der Connect Box ohnehin nichts an den Netzwerkeinstellungen einstellen. Wie ich oben schon geschrieben habe wäre es interessant zu wissen, ob das gleiche Problem auch bei Verwendung einer Fritzbox statt der Connect Box oder bei einer Connect Box im Bridge Modus mit dahinter liegendem Router Auftritt.
Was mich nur wundert, ist dass die dlan-Würfel offensichtlich auf magische Weise korrigierend wirken, aber nur wenn kein Switch dazwischen hängt.
Bevor ich mir den Gbit-Switch zugelegt habe, hatte ich einen Netgear Fast Ethernet Switch an der Stelle. Da kamen einfach bei allen Clients hinter dem Switch 100Mbit an.

 

[boba]

Wenn das Problem an der tcp/ip flow control liegt, und die dlan Boxen aktiv darin eingreift, z.B. um eine Überlastung der powerlan-Strecke durch unnötige Doppel-Übertragungen zu verhindern, dann wäre das eine mögliche Erklärung, wieso das Problem nicht auftritt, wenn du einen 100 MBit Client direkt an eine dlan Box anschließt.

Der über dlan angeschlossene Switch würde nicht davon profitieren, weil in dem Fall eine 1 GBit Strecke überbrückt wird für eine Datenrate von maximal 150 mbit, d. h. diese Strecke ist nicht mögliche Auslösung der flow control durch ein bottleneck in der Bandbreite. Das Bottleneck besteht in dem Fall nur im Switch aus der Auskoppelung der mit GBit ankommenden Daten in den mit 100 MBit Port Anschluss, an dem der 100 MBit Client hängt. Und da der Switch transparent arbeitet, wird da nichts an den Paketen modifiziert, also tritt das Problem auf. Die dlan Boxen hingegen könnten an der entsprechenden Stelle in ihrer ethernet/powerline Konvertierung sowas eingebaut haben, z.B. ein fest kodiertes MSS-Clamping.

Ist aber jetzt auch nur geraten. Ist vielleicht auch völliger Quatsch. Das Problem ist, dass es mittlerweile soviel paketmodifizierende Middleware in den Netzen gibt, dass man nicht mehr sicher sein kann, dass das, was man wegschickt, genau so beim Empfänger ankommt. Die Nutzdaten ja, aber in den Headern wird wild herumgepatcht. Das alles weicht das Netz auf und macht es sehr schwer Problem zu analysieren. Um weiterzukommen müsste man wirklich den Datenverkehr mit Wireshark aufzeichnen, um zu schauen welcher Art die übertragenen Datenpakete sind - wie gesagt ob es Übertragungswiederholungen gibt, Anzeichen auf Paketverluste oder auf Fragmentierung. Das zeigt dann immer noch nicht zwangsläufig die Lösung, aber es würde vermutlich helfen, Hypothesen zu wiederlegen und somit mögliche Ursachen einzugrenzen.

 

[striker52]

Danke für die Erklärung! Das klingt alles sehr plausibel und nachvollziehbar. Ich denke auch, dass die dlan-Kisten mehr machen als den Datenstrom nur durchzuschieben. Da gibt’s auch immer mal wieder Firmware-Updates. Werde mal recherchieren ob ich zu den dlan-Teilen was finde.
Soweit ich das gerade im Halbdunkel auf die Schnelle gesehen habe, hat die Connect Box auch keine automatische Port-Einstellung Wie ein Switch. An der CB leuchtet pro Port nur eine LED. Das würde auch Erklären, dass beim Direktanschliessen eines 100Mbit-Clients der Durchsatz so gering ist. Werde das morgen nochmal genauer untersuchen.

 

[ArcticShield]

Die Aushandlung der Geschwindigkeit passiert auch bei der Connect Box. Nur kann man darauf keinen Einfluss nehmen. Ich gehe von einer Inkompatibilität der 100Mbit NIC's zur Connect Box aus. Die DLAN Dinger kommen ja mit den 100 Mbit NIC's klar und der eine Gbit Switch auch.

 

[striker52]

Danke für die Info, daß die CB sich anpasst. Werde gelegentlich mal meinen ausrangierten Gbit T-Link Router testen. Ggf probiere ich dann auch mal die CB im Bridgemode.

 

[chris_86]

Die genaue Halbierung der Geschwindigkeit könnte auch darauf hinweisen, dass bei der Übertragung nicht der FullDuplex Modus verwendet wird.
Versuche das mal über den Gerätemanager in den Einstellungen deiner Netzwerkkarte zu aktivieren

 

[striker52]

Danke für den Hinweis! Hab ich alles schon probiert, leider ohne Erfolg.