Teil 3: Kommunikation in Netzwerken

iOS 9 - Wichtige Neuigkeiten für Unternehmen

Mark Zimmermann weist mehrere Jahre Erfahrung in den Bereichen Mobile Sicherheit, Mobile Lösungserstellung, Digitalisierung und Wearables auf. Er versteht es diese Themen aus unterschiedlichsten Blickwinkeln für unternehmensspezifische Herausforderungen darzustellen. Hierzu ist er auf nationale Vorträgen und als freier Autor für Fachpublikationen tätig.
Die Industrie hat ihre Netzwerkkomponenten auf Bandbreiten ausgeweitet. Die verfügbare Bandbreite stellt jedoch nicht die alleinige Stellschraube für eine effiziente Datenübertragung dar. Um die Verzögerungen auf der Kommunikationsstrecke beim Anwender, auf den Netzwerkkomponenten oder den Endgeräten selbst, zu beseitigen, beschreitet Apple mit iOS9 neue Wege auf stellenweise alten Konzepten.

Wer kennt das nicht? Sie verlassen Ihre Wohnung und Ihr Smartphone ist noch mit einem Balken in Ihrem heimischen WiFi-Netzwerk eingebucht und liefert keinerlei Daten. Erst wenn Sie die Verbindung zu dem WiFi-Netzwerk manuell abbrechen, oder sich weit genug aus dessen Reichweite entfernen, ist der Datenfluss wieder ungehindert vorhanden. Grund hierfür war, dass iOS immer versucht hat sich mit dem WiFi-Netzwerk zu verbinden, selbst wenn es eigentlich schon so gut wie außer Reichweite ist und mit den Verbindungsabbrüchen nicht effizient umgeht.

iPhones mit iOS 9
iPhones mit iOS 9
Foto: Apple

Dies ist eine der Herausforderungen, die mit iOS9 adressiert wird. Hierzu wird bei einer bestehenden TCP-Verbindung in ein WiFi-Netzwerk parallel auch eine Verbindung in das Mobilfunk-Netzwerk aufrecht gehalten. Erfolgt der Response auf einen Request über das Mobilfunk-Netzwerk am schnellsten, schaltet das iOS Endgerät auf dieses Netzwerk um.
Die Verbindung in das WiFi-Netzwerk bleibt bestehen, falls dieses für spätere Anfragen effizienter antwortet. Somit dürften Verbindungsabbrüche der Vergangenheit angehören.

Apple beschreitet mit einer solchen Funktion kein Neuland.Microsoft setzt diese auf ihren mobilen Endgeräten ebenfalls ein. Hier hat die Erfahrung jedoch gezeigt, dass derartige Funktionen das verfügbare Datenvolumen eines Mobilfunkvertrages unverhältnismäßig stark belasten beziehungsweise verbrauchen kann. Es ist zu hoffen, das Apple etwas besonnener mit dieser Funktion umgeht.

Auch auf der Backend-Seite stellen sich Herausforderungen. Die Backendsysteme müssen damit umgehen können, dass mehrere Verbindungen von unterschiedlichen IP Adressen (DSL Anschluss + Mobilfunk) des gleichen Anwenders, mit der gleichen App verarbeitet werden können.

Künstliche Pausen des Senders

Es gibt verschiedene Anwendungsbereiche, in denen das Internet nicht mehr wegzudenken ist. Beim konsumieren von Multimedia Inhalten (Streaming) kommt es selbst bei der besten Netzwerkverbindung zu Verzögerungen, Fehlern im Übermittelten von Bildern oder zu einer erhöhten CPU-Last auf den Geräten.

Kommen Datenpakete schneller in die Queue des Empfängers, als dieser die Daten verarbeiten kann, kommt es zum Verlieren von Paketen. Dies beansprucht die Datenübermittlung im Streaming-Umfeld extrem. Die Darstellung von Videoinhalten auf Basis von so genannten iFrames ist nur möglich, wenn diese in der richtigen Reihenfolge den Empfänger erreichen. Schlägt dies aufgrund verlorener Datenpakete fehl muss eine erneuten Übertragung beziehungsweise das Ruckeln von Filminhalten in Kauf genommen werden.

Durch die Aktivierung der Explicit Congestion Notification (ECN), einer Erweiterung des Netzwerkprotokolls TCP/IP zur Überlastkontrolle, wird diesem Problem Rechnung getragen. Durch das Setzen eines speziellen Bits im Datenstrom, wird der Server informiert, dass dieser seine Geschwindigkeit herunter regulieren muss. Mithilfe intelligenter Algorithmen sollte Apple damit zukünftig in der Lage sein, dieses Bit zu setzen, noch bevor auch nur ein Datenpaket verloren geht.

Dieses Verfahren setzt voraus, dass entsprechende Server und Netzkwerkkomponenten, auf der gesamten Kommunikationsstrecke, mit dem Statusbit umgehen können. Aktuell nutzt kein Anbieter diese Möglichkeiten. Im Unix- sowie im Windows-Umfeld ist dieses Feature zwar vorhanden, von Microsoft jedoch nicht aktiviert worden.
Unternehmen müssen bereits jetzt überprüfen, ob ihre Backend-Systeme entsprechenden Support bieten und dieser aktiviert ist. Wenn alle Unternehmen dies beherzigen, wird sich dies nachhaltig positiv auf den Datenstrom im Internet auswirken.

Handschlag nur noch bei "verlässlichen" Kommunikationen

Traditionell nutzt TCP einen Round-trip zum Verbindungsaufbau (Handshake) um im Anschluss Daten zu übermitteln. TCP Fast Open kombiniert das Handshake-Verfahren mit dem Übermitteln von Daten. Dies ist besonders bei nicht kritischen Informationen (Informationsabruf, Wetter, Aktien, ...) hilfreich. Während im traditionellen Verfahren das Verlieren oder Doppeln von Paketen, zum Beispiel durch Fehler im Router, kein Problem darstellt, würde dies bei einer TCP Fast Open Verbindung gegebenenfalls zu einer doppelten Bestellung von Waren in einem Shopping System führen. Nutzt der App-Entwickler diese Funktion, kann er für unkritische Datenübertragungen bis zu 50 Prozent Latenz reduzieren.