TCP/IP per Funk (GSM)

Das Protokoll TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol; DAS Protokoll für alle Internet-Anwendungen) ist als Streaming-Protokoll für Funk-Verbindungen mit geringer Bandbreite nicht gerade gut geeignet, denn TCP/IP wurde für die leitungsgebundene Datenkommunikation entwickelt, d.h. für den Einsatz auf kontinuierlichen Medien. Das Problem bei langsamen Verbindungen ist das Verhalten von TCP im Fehlerfall.

Ursache ist die RTT (round trip time). Das ist die Zeit zwischen dem Senden eines Datenpaketes und dem Empfang einer Quittung dafür. In Mobilfunk-Netzen ist die RTT im allgemeinen wesentlich höher als in leitungs-gebundenen Netzen. Das kann ein Problem werden, wenn man ein Protokoll wie TCP/IP ohne Anpassungen in Mobilfunk-Netzen nutzen will. Das Protokoll nimmt schon an, dass ein Paket nicht angekommen ist, und sendet es erneut, obwohl die Quittung halt noch unterwegs ist.

Wenn eine gewisse Zeit ohne Empfang einer Quittung verstrichen ist, d.h. nach dem Versand der in TCP voreingestellten Anzahl Datenpakete, hält TCP die Übertragung an. Das sendende TCP unterstellt dann, daß irgendwo in der Übertragungskette ein oder mehrere Pakete verloren gegangen sind, und wiederholt sämtliche Datenpakete mit einer Laufnummer größer als die des letzten quittierten IP-Pakets.

Ein weiterer wichtiger Parameter ist der Verbindungs-Time-Out von TCP. Nach einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen ohne Quittungen unterstellt TCP, daß die Verbindung zum entfernten Endgerät nicht mehr existiert bzw. daß das entfernte Endgerät ausgeschaltet wurde. TCP beendet dann die Übertragung mit einer Fehlermeldung an die Anwendung. Mit geeigneter Software kann man aber viel optimieren.

Die Software MOBILEmanager von adisoft systems (früher isoft; Berotronika) löst das Problem für GSM- und andere Funk-Verbindungen, indem vor der Funkstrecke ein Client sitzt, der alle TCP/IP-Datenpakete entgegennimmt und entsprechend der Kapazität des Funk-Kanals mit einem eigenen Transport Protokoll MOBILEmanager weiterschickt. Der TCP/IP-Sender merkt also gar nicht, daß die Bandbreite schmal ist, da alle Datenpakete vom Client entgegengenommen werden. So werden auch keine Kollisionen oder Time-Outs (mit den damit verbundenen Retries) auf der Funkstrecke verursacht, die sonst für weitere Verlangsamung sorgen würden. Dieses Prinzip ist auch für viele andere Protokolle wie z.B. SQL anwendbar.

Ein weiteres Feature, das Verbindungskosten spart, ist der Short Hold Modus, der bei Verbindungen mit ISDN-Gegenstellen die Leitung bei Pausen in der Datenübertragung effizient kappt und innerhalb weniger Sekunden wieder aufbaut, wenn wieder Daten zu übertragen sind. Der Short Hold Modus wird besonders effizient, wenn man ISDN-Verbindungen nutzt, z.B. mit GSM-Produkten von AVM. Dann wird eine zum Gebührensparen unterbrochene Verbindung in ca. 2 Sekunden wieder hergestellt. Diese Verzögerung bemerkt der Anwender kaum.

MOBILEmanager hat noch eine Reihe weiterer interessanter Features (Datensicherheit, VPN, Firewall-Funktionalität, Teilnehmer-Identifikation). Eine PDF-Datei informiert Sie gut verständlich. Sie ist auf der Datenfunk-CD zu finden.

In GPRS und UMTS bekommt man normalerweise eine nicht-öffentliche IP-Adresse zugewiesen. Wenn man feste IP Addressen für GPRS- und UMTS-Anwendungen braucht, kann man die z.B. bei Roundsolutions bekommen.

Weitere Firmen haben das Problem ebenfalls erkannt und entsprechende Software entwickelt:

21.11.2000 - Nokia meldet das erste IPv6-fähige GPRS-Kernnetz. Das ist eine ganz wichtige Aussage darüber, was wir von den Mobilfunk-Netzen der dritten Generation (also UMTS) erwarten können. Schon in der zweiten Phase von GPRS kann damit das Leistungsmerkmal Quality of Service in den über 50 weltweit von Nokia installierten GPRS-Netzen angeboten werden.

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