Welchen RWIN-Wert sollte ich einstellen?

[Jason]

Es ist bei vielen Internet-Benutzern nicht bekannt, dass durch Tuning der PCs höhere Geschwindigkeiten aus einem DSL-Anschluss herauszuholen sind, als durch PCs mit Standardeinstellungen. Dies gilt primär für Windows Betriebssysteme vor Windows Vista. Dieser Beitrag soll dabei helfen, dem Abhilfe zu schaffen. Es wird empfohlen, die weiteren Beiträge unten ebenfalls zu lesen.


Basisinformationen:

Die Größe des einzustellenden Wertes für das RWIN (=TCP Receive Window, auf deutsch Empfangsfenstergröße) hängt im Wesentlichen von 2 Faktoren ab:

1. Der Geschwindigkeit meines Internet-Anschlusses
2. Der maximal zu erwartenden Latenzzeit bei meinen Internet-Verbindungen

Beim RWIN muß man allerdings noch weiterhin unterscheiden zwischen dem
a) Maximalen RWIN (definiert als feste Größe in der Registry), und dem
b) Aktuellen RWIN (das RWIN, das dem Sender im ACK mitgeteilt wird)

Da das RWIN noch Daten enthalten kann, die von der Anwendung noch nicht abgerufen wurden, verkleinert sich das maximale RWIN um diesen Wert und es steht nur das aktuelle RWIN zu Verfügung. Das aktuelle RWIN teilt sich auf in den Teil, der Daten enthält, die zwar schon empfangen, aber noch nicht bestätigt worden sind, und in den Teil, der noch Daten empfangen kann. Ruft die Anwendung die Daten nicht schnell genug ab, kann das Empfangsfenster gefüllt werden, was dazu führt, dass der Empfänger eine kleinere aktuelle Fenstergröße mitteilt. Im Extremfall wird das ganze maximale Empfangsfenster gefüllt und der Empfänger teilt eine Fenstergröße von 0 Byte mit. In diesem Fall muss der Sender die Datensendung stoppen, bis das Empfangsfenster freigemacht wurde.

Um eine optimale Downloadrate zu erreichen muß der Sender ohne Unterbrechung senden können, und das RWIN muß deshalb eine Mindestgröße haben, die der folgenden Formel gehorcht:

RWIN > Datenrate(max) x Latenzzeit (auch häufig als BDP = Bandwith * delay product bezeichnet)

Das ist praktisch die Kapazität der logischen Pipe. Mit RWIN in dieser Formel ist das aktuelle RWIN gemeint, für das maximale RWIN ist deshalb bei der Festlegung ein angemessener Zuschlag einzuplanen. Mit anderen Worten heißt das: Um den TCP-Durchsatz zu optimieren, sollte daher das TCP-Empfangsfenster für eine Verbindung auf einen Wert eingestellt werden, der sowohl das BDP des Übertragungswegs der Verbindung als auch die Anwendungsabrufrate (wie schnell die Anwendung die angesammelten Daten im Empfangsfenster abruft) berücksichtigt.

Die Datenrate(max) ist die DSL-Leitungsgschwindigkeit (Nutzgeschwindigkeit).

Die Latenzzeit (Entfernung in ms, latency oder delay) ist die Zeit, die ein Datenpaket (Files und Internetseiten werden in kleine Datenpakete zerlegt, verschickt und wieder zusammengesetzt) benötigt, um von Punkt A (z.B. ein Internetserver) nach Punkt B (z.B. der heimische PC) zu gelangen, zuzüglich der benötigten Zeit für die Bestätigung zurück (=ACKnowledgement). Die Latenzzeit ist hier gleichzusetzen mit der Round Trip Time (RTT) des Datenpfades.

Nun ist noch folgendes zu berücksichtigen:

Die Längenangabe für das RWIN im TCP-Header ist, historisch bedingt, auf 16 Bit beschränkt, was einem TCP-Peer die Mitteilung einer maximalen Empfangsfenstergröße von 65.535 Byte ermöglicht. Der Wert im TCP-Header ist das sogenannte unscaled RWIN.
Um größere Werte als 65535 für das RWin zu ermöglichen, mußte außerhalb des TCP-Headers ein Möglichkeit gefunden werden. Sie wurde realisiert mit der TCP Option (Tcp1323opts), als TCP window scale option bezeichnet, in Kurzform window scaling (deutsch Fensterskalierung). Damit wird die Längenangabe für das RWIN auf 32 Bit erweitert, und somit sind Werte für das RWIN von maximal 1,073,741,823 Bytes definierbar. Die TCP window scale option wird allerdings als window scale Faktor nur beim Verbindungsaufbau in einem SYN Segment kommuniziert. Der window scale Faktor ist eine Potenz von 2 (i.e. 2, 4, 8, 16, 32 usw.) und bleibt somit für die Dauer einer Verbindung fest.

Daraus ergibt sich grundsätzlich:
RWIN-Werte von 65535 - 131070 müssen durch 2 teilbar sein,
RWIN-Werte von 131071 - 262140 müssen durch 4 teilbar sei,
RWIN-Werte von 161141 - 524280 müssen durch 8 teilbar sein,
RWIN-Werte von 524281 - 1048560 müssen durch 16 teilbar sein,
RWIN-Werte von 1048561 - 2097120 müssen durch 32 teilbar sein.

Bei einer Datenübertragung auf der Basis von TCP sollten wir uns noch weitere Größen bei Ethernet-Verbindungen betrachten:

Die Maximum Transmission Unit (= MTU): Definiert die maximale Paketgröße in Bytes, die über ein Netzwerk übertragen werden kann, ohne dass ein Datenpaket fragmentiert werden muss.

Die Maximum Segment Size (= MSS): Definiert die maximale Anzahl von Bytes, die als Nutzdaten in einem TCP-Segment versendet werden können. Bei TCP/IP gilt: MSS = MTU - 40

Typische Werte für die MTU und für die MSS sind:
Ethernet (z.B. Kabelanschluß): MTU = 1500, MSS = 1460
PPPoE (z.B. DSL): MTU < 1492, MSS < 1452

PPPoE steht für PPP over Ethernet und ist die Verwendung des Netzwerkprotokolls Point-to-Point Protocol (PPP) über eine Ethernet-Verbindung. Die PPPoE-Daten befinden sich im Nutzdatenfeld des Ethernet-Frames und sind 8 Byte lang. Die MTU bei PPP0E ist deshalb um diese 8 Byte kleiner als bei Ethernet.

Für die Dimensionierung des RWIN sollten noch berücksichtigt werden bzw. wird empfohlen:

- Der Wert für das RWIN sollte ein Vielfaches des Wertes der MSS sein, damit es voll ausgenutzt wird..
- Der Wert für das RWIN sollte bei Breitbandverbindungen als Basis ein möglichst großes unscaled RWIN haben. Das ist der maximale Wert für das unscaled RWIN, als größtes Vielfaches der MSS, das kleiner als 65535 ist.

Annahmen für die weiteren Betrachtungen und die Dimensionierung:

- Berücksichtigung der gängigen MTU-Werte von 1500, 1492, 1480, 1454
- Berücksichtigung einer Latenzzeit von 250 ms für das maximale RWIN

Hintergrund:
a) Der SG TCP/IP Optimizer nimmt bei der Einstellung "Optimal settings" Werte bis ca 500 ms als Basis.
b) Der Tweak-Tester von dslreports.com empfiehlt für das RWIN den Bereich von 85-200 ms.

Die Latenzzeiten liegen für deutsche Server i.d.R. einiges unter 100ms, für Server in den USA meist unter 200ms. Damit sollten für den Normalgebrauch die Berücksichtigung von Werten von 250ms für die Latenzzeit ausreichen.


Ergebnisse / Empfehlungen für das zu wählende RWIN:

MTU=1500, MSS=1460 (Kabelanschluß)

Maximaler Wert für das unscaled RWIN: 44 x 1460 = 64240

6 Mbit/s: RWIN > 187500 ---> 256960
10 Mbit/s: RWIN > 312500 ---> 513920
16 Mbit/s: RWIN > 500000 ---> 513920
20 Mbit/s: RWIN > 625000 ---> 1027840
25 Mbit/s: RWIN > 781250 ---> 1027840
26 Mbit/s: RWIN > 812500 ---> 1027840
30 Mbit/s: RWIN > 937500 ---> 1027840
32 Mbit/s: RWIN > 1000000 ---> 1027840
50 Mbit/s: RWIN > 1562500 ---> 2055680


MTU=1492, MSS=1452 (Standard DSL-Anschluß, VDSL 25, VDSL 50, jeweils mit Router)

Maximaler Wert für das unscaled RWIN: 45 x 1452 = 65340

1 Mbit/s: RWIN > 31250 ---> 31944, ohne window sacling
2 Mbit/s: RWIN > 65500 ---> 65340, ohne window scaling
3 Mbit/s: RWIN > 93750 ---> 130680
6 Mbit/s: RWIN > 187500 ---> 261360
8 Mbit/s: RWIN > 250000 ---> 261360 (htp DSL 8000)
16 Mbit/s: RWIN > 500000 ---> 522720
18 Mbit/s: RWIN > 562500 ---> 522720 (sollten reichen für Alice Deluxe)
25 Mbit/s: RWIN > 781250 ---> 1045440
50 Mbit/s: RWIN > 1562500 ---> 2090880


MTU=1480, MSS=1440 (Verwendung des Windows eigenen PPPoE-Clients bei Modem-Anschluß)

Maximaler Wert für das unscaled RWIN: 45 x 1440 = 64800

1 Mbit/s: RWIN > 31250 ---> 31680, ohne window scaling
2 Mbit/s: RWIN > 65500 ---> 64800, ohne window scaling
3 Mbit/s: RWIN > 93750 ---> 129600
6 Mbit/s: RWIN > 187500 ---> 259200
8 Mbit/s: RWIN > 250000 ---> 259200 (htp DSL 8000)
16 Mbit/s: RWIN > 500000 ---> 518400
18 Mbit/s: RWIN > 562500 ---> 518400 (sollten reichen für Alice Deluxe)
25 Mbit/s: RWIN > 781250 ---> 1036800
50 Mbit/s: RWIN > 1562500 ---> 2073600


MTU=1454, MSS= 1414 (Freenet, mit Modem oder Router)

Maximaler Wert für das unscaled RWIN: 46 x 1414 = 65044

1 Mbit/s: RWIN > 31250 ---> 32522, ohne window scaling
2 Mbit/s: RWIN > 65500 ---> 65044, ohne window scaling
3 Mbit/s: RWIN > 93750 ---> 130088
6 Mbit/s: RWIN > 187500 ---> 260176
16 Mbit/s: RWIN > 500000 ---> 520352


Bemerkungen:
Die empfohlenen Werte weichen von den Werten des TCP/IP Analyzers ab (Reccomended RWINs, MSS x 44), entsprechen aber den Werten des TCP/IP Optimizers, unter Berücksichtigung eine Latenzzeit von 250 ms.

Es spricht nichst dagegen, mit den doppelten RWIN-Werten als empfohlen einen Test der Downloadgeschwindigkeit zu machen und zu vergleichen.

Für Windows Vista wird ein Tuning des RWIN nicht empfohlen. Die automatische Optimierung des Empfangsfensters in Windows Vista bestimmt die optimale Empfangsfenstergröße durch Messung des BDP und der Anwendungsabrufrate und Anpassung der Fenstergröße an den verwendeten Übertragungsweg und die Anwendungsbedingungen.

Siehe auch die weiteren Beiträge zu diesem Thema:

DSL Verbindungs- / Geschwindigkeitsprobleme - Lösungen/Lösungsansätze
DSL-Geschwindigkeitoptimierung / Grundlagen
Methode zur Abschätzung der Latenzzeit (= latency, delay oder Entfernung in ms)
Geschwindigkeitstests im Internet

Good Speed!

Jason

[BitteEinBit]

Habe gerade ein nettes Optimierungstool gefunden. Vielleicht könnt ihr das ja mal testen und mitteilen ob es was taugt. Schaut so aus, als ob man damit nicht manuell in der Registry herumfurwerken müsste, was für den Ungeübten wohl nicht so arg zu empfehlen ist. Die Registry kann man nämlich mit wenigen manuellen Handgriffen so verunstalten, dass der Rechner danach totkonfiguriert ist.

http://www.precision-artworks.de




... und hier gibt es vorgefertigte Registry-Schlüssel als ZIP Datei.
http://www.wdns.at/technik/artikel_int/dsl_tweaks.html


Gruss

BitteEinBit

[BitteEinBit]

Also ich hab's getestet und das Progrämmchen tragt die Werte sauber an entsprechender Stelle in HKEY_LOCAL_MACHINE in die Registry ein.

Gruss

BitteEinBit

[Jason]

Den zu alten DFÜ Optimierer vom 14.02.2002 würde ich besser nicht mehr verwenden. Er ist (auch nach eigener Beschreibung) nur bis DSL 768 geeignet.

Die vorgefertigten Registry-Schlüssel sind auch nur bis Geschwindigkeiten von maximal 2000-3000 kbit/s geeignet und verwenden keine optimalen Werte für das unscaled RWIN.

Bleiben wir lieber beim TCP/IP Optimizer!

Jason

[BitteEinBit]

Zitat von Jason

Bleiben wir lieber beim TCP/IP Optimizer!

Jason

Würde ich nun auch sagen, nachdem ich mir den TCP/IP Optimizer angeguckt habe. Ist ja voll komfortabel das Teil und obendrein kostenlos.

Gruss

BitteEinBit

[BitteEinBit]

Also nun bin ich schon ein Wenig verblüfft. Mein PC brachte nach Optimierung mit dem TCPIP-Optimizer beim Speedtest teilweise Geschwindigkeiten bis 2700 bei einer 2000er Leitung und es lief auch subjektiv beurteilt schneller als sonst. Wie zuverlässig ist dieser gemessene Wert ?


« SpeedGuide.net TCP Analyzer Results »
Tested on: 12.10.2007 23:02 (?)
IP address: xxx.xxx.xxx.xxx

TCP options string: 020405ac
MSS: 1452
MTU: 1492
TCP Window: 63888 (multiple of MSS)
RWIN Scaling: 0
Unscaled RWIN : 63888
Reccomended RWINs: 63888, 127776, 255552, 511104
BDP limit (200ms): 2556kbps (319KBytes/s)
BDP limit (500ms): 1022kbps (128KBytes/s)
MTU Discovery: ON
TTL: 111
Timestamps: OFF
SACKs: OFF
IP ToS: 00000000 (0)

Gruss

BitteEinBit

[Jason]

Auf die Geschwindigkeitsmessungen von wieistmeineip.de würde ich mich nicht alleine verlassen. Sie werden durch zusätzlich Software gerne verfälscht.
Zur echten Downloadgeschwindigkeitsmessung würde ich einen großen Testfile herunterladen und die Zeit messen.

Versuch mal noch andere Testserver, wie im Link in meiner Signatur zu finden.
Jason

[holgon]

Danke für die wertvollen Tipps..
Eine Nachfrage hätte ich...
Der TcpOptimizer empfiehlt unter Optimal Settings eine TCP receive window
Einstellung von 1045440 im Gegensatz zu den von Ihnen empfohlenen
255552 für DSL 16000 Verbindung...
Welche Einstellung ist nun zu tätigen?????

[Wolfhart]

Bei einer MTU von1492 und 16 MBit Leitung liegt der empfohlene Wert bei 522720. Der doppelte Wert ist also 1045440.

Ich zitiere mal aus dem Absatz unter Bemerkungen:
„Es spricht nichts dagegen, mit den doppelten RWIN-Werten als empfohlen einen Test der Downloadgeschwindigkeit zu machen und zu vergleichen.“

Gruß, Wolfhart

[Jason]

Das mit dem hier empfohlenen RWIN ist wohl erklärungsbedürftig.

Im Thread DSL Verbindungs- / Geschwindigkeitsprobleme - Lösungen/Lösungsansätze bin ich von maximalen Latenzzeiten für Deuschland von ca 100 ms ausgegangen, für USA von maximal 200 ms, was vernünftige Werte sind, wie jeder selbst feststellen kann. (Siehe dazu den Thread Methode zur Abschätzung der Latenzzeit (= latency, delay oder Entfernung in ms).

Nicht berücksicht ist dort der Effekt der Daten, die noch nicht von der Anwendung aus dem RWIN abgerufen wurden. Dieser Effekt ist besonders groß bei etwas langsamen PCs, zu geringem Hauptspeicher bzw. zu klein definiertem temporären Internetspeicher.

Der TCP/IP Optimizer optimiert auf eine Latenzzeit von ca 500 ms, die mir zu hoch erscheint.

Andererseits habe ich selbst festgestellt, und andere User, z.B. Dittlinger, haben mir mitgeteilt, dass die Downloadgeschwindigkeit bei höheren RWIN-Werten noch etwas besser wurde.

Daraufhin habe ich weiter geforscht und bei Microsoft den Hinweis auf das maximale und das aktuelle RWIN gefunden, was mich dazu bewogen hat, in diesem Thread höhere Werte allgemein zu empfehlen.

Abhängig von der Qualität des eigenen Anschlusses und von der Art der individuellen Surfgewohnheiten (Deutschland/Ausland) ist jeder eingeladen, für sich selbst die beste Einstellung zu finden.

Jason