Pakete-pro-Sekunde-Rechner
Eingaben
| Verbindungsrate | 1 Gbps |
|---|---|
| Paketgröße | 1.500 B |
| Framing-Overhead | 0 B |
Pakete-pro-Sekunde-Rechner
Ermitteln Sie aus Bitrate, Paketgröße und etwaigem Framing-Overhead pro Paket, wie viele Pakete pro Sekunde eine Verbindung übertragen kann. Zeigt, warum kleine Pakete eine schnelle Verbindung längst ausreizen, bevor ihre nominelle Bitrate erreicht ist.
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Pakete pro Sekunde
Bits pro Paket
Pakete pro Sekunde
Pakete pro Sekunde (pps) ist die Rate, mit der eine Verbindung oder ein Gerät einzelne Pakete verarbeitet – im Gegensatz zur reinen Anzahl der bewegten Bits. Es ist die Kennzahl, die darüber entscheidet, ob ein Switch, Router oder eine Firewall unter Last Schritt hält, denn Netzwerk-Hardware leistet pro Paket einen festen Arbeitsaufwand, egal wie groß oder klein dieses Paket ist. Eine Dimensionierung nach pps – nicht nur nach Bit pro Sekunde – bewahrt Sprachverkehr, Gaming und Paketfluten davor, ein Gerät zu überfordern, dessen nominelle Bitrate mehr als ausreichend erscheint.
Die Formel
b=(P+F)×8 pps=bR=(P+F)×8RDabei ist die Verbindungsrate in Bit pro Sekunde, die Paketgröße in Byte, der etwaige Framing-Overhead pro Paket in Byte und die gesamte Größe eines Pakets auf der Leitung in Bit. Der Faktor 8 wandelt die Byte-Anzahl pro Paket in Bit um, damit sie in den Bitratenwert dividiert werden kann.
Rechenbeispiel. Eine 1-Gbit/s-Verbindung, die vollständige 1500-Byte-Pakete ohne zusätzlichen Framing-Overhead überträgt:
b=(1500+0)×8=12000 Bit pps=120001000000000≈83333 Pakete/sEine Gigabit-Verbindung erreicht also rund 83.000 große Pakete pro Sekunde als Obergrenze. Halbieren Sie die Paketgröße auf 750 Byte, muss dieselbe Verbindung etwa doppelt so viele Pakete weiterleiten – rund 166.000 pro Sekunde – für dieselbe Bitrate.
Warum die Paketgröße dominiert
Da pps die Verbindungsrate geteilt durch die Bit-Anzahl pro Paket ist, skaliert sie umgekehrt zur Paketgröße. Die folgende Tabelle zeigt die maximale Frame-Rate einer 1-Gbit/s-Verbindung bei gängigen Nutzlastgrößen, ohne Framing-Overhead:
| Paketgröße | Bits pro Paket | Pakete pro Sekunde |
|---|---|---|
| 64 B | 512 | ~1.953.000 |
| 128 B | 1.024 | ~977.000 |
| 512 B | 4.096 | ~244.000 |
| 1500 B | 12.000 | ~83.000 |
| 9000 B (Jumbo) | 72.000 | ~13.900 |
Der Wechsel von 1500-Byte- zu 64-Byte-Paketen vervielfacht die Paketrate um mehr als das 20-Fache, während die Bitrate gleich bleibt. Jedes dieser Pakete benötigt weiterhin eine Routensuche, eine Zugriffskontrollprüfung und eine Zähleraktualisierung, sodass die pps-Kapazität eines Geräts – nicht seine Gbit/s-Angabe – unter einer Flut winziger Pakete zuerst nachgibt.
Framing-Overhead
Die Paketgröße allein unterschätzt, was tatsächlich die Leitung belegt. Bei Ethernet wird jeder Frame mit zusätzlichen Byte umhüllt, die ebenfalls Bitrate verbrauchen:
- Präambel und Start-Delimiter – 8 Byte, mit denen sich Empfänger synchronisieren.
- Ethernet-Header – 14 Byte mit Quell- und Ziel-MAC sowie dem Typfeld.
- Prüfsumme (FCS) – 4 Byte fehlererkennende CRC.
- Inter-Frame-Gap – eine obligatorische 12-Byte-Leerlaufphase zwischen Frames.
Das addiert etwa 38 Byte zu jedem Paket. Diese Einbeziehung senkt die berechneten Pakete pro Sekunde leicht und entspricht der Worst-Case-Frame-Rate, die Schnittstellenhersteller angeben. Bei einer 64-Byte-Nutzlast ist der Overhead proportional groß; bei einer 1500-Byte-Nutzlast zehrt er nur ein paar Prozent von der Rate ab. Nutzen Sie die Schnellauswahl Ethernet, um den 38-Byte-Aufschlag hinzuzufügen, oder belassen Sie den Overhead bei null, um nur die Nutzlast zu zählen.
Line-Rate gegenüber Paketen pro Sekunde
Die Line-Rate ist die physische Bitrate der Verbindung, etwa 1 Gbit/s oder 10 Gbit/s. Pakete pro Sekunde ist, wie viele einzelne Pakete bei einer gegebenen Größe in diese Bitrate passen. Ein Gerät kann die Line-Rate für große Pakete halten und dennoch kleine verwerfen, sobald seine pps-Obergrenze erreicht ist. Deshalb geben Datenblätter sowohl einen Gbit/s-Wert als auch einen separaten pps-Wert an (oft in Millionen, als Mpps), gemessen mit Paketen minimaler Größe. Wenn Sie Hardware für latenzkritische oder angriffsgefährdete Lasten vergleichen, ist der pps-Wert für kleine Pakete der entscheidende.
Verwandte Rechner
Um zu sehen, wie Header-Größen die nutzbare Nutzlast jedes Pakets prägen, nutzen Sie den Rechner MTU-zu-MSS-Rechner. Um die Datenrate abzuschätzen, die ein TCP-Fluss über einen verlustbehafteten Pfad tatsächlich erreichen kann, nutzen Sie den Rechner TCP-Durchsatz-Rechner. Um eine Bitrate zwischen bit/s, Mbit/s, Gbit/s und Byte pro Sekunde umzurechnen, nutzen Sie den Rechner Durchsatz-Umrechner (bps).
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was bedeutet Pakete pro Sekunde?
Pakete pro Sekunde (pps) ist die Rate, mit der ein Gerät einzelne Pakete weiterleitet, unabhängig davon, wie groß jedes Paket ist. Netzwerk-Hardware leistet pro Paket einen festen Arbeitsaufwand – ein Ziel nachschlagen, Regeln anwenden, Zähler aktualisieren –, sodass oft pps und nicht die reine Bitrate das eigentliche Limit darstellt.
Ein für 1,5 Millionen pps ausgelegter Switch kann durch kleine Pakete ausgelastet werden, während seine Bitratenkapazität noch halb leer ist.
Warum verringern kleine Pakete den Durchsatz?
Jedes Paket verursacht in der Hardware denselben Aufwand pro Paket, und kleine Pakete verteilen eine feste Bitrate auf viel mehr davon. Eine 1-Gbit/s-Verbindung überträgt etwa 83.000 vollständige 1500-Byte-Pakete pro Sekunde, aber rund 1,49 Millionen 64-Byte-Pakete pro Sekunde.
Die kleineren Pakete erfordern für dieselbe Anzahl Bits fast die 18-fache Weiterleitungsarbeit, weshalb DDoS-Fluten und VoIP-Verkehr Geräte weit stärker belasten als große Dateiübertragungen.
Was ist der Unterschied zwischen Line-Rate und Paketen pro Sekunde?
Die Line-Rate ist die reine Bitrate der physischen Verbindung, etwa 1 Gbit/s. Pakete pro Sekunde ist, wie viele einzelne Pakete bei einer gegebenen Größe in diese Bitrate passen.
Ein Gerät, das die Line-Rate für große Pakete bewältigt, kann kleine dennoch verwerfen, wenn seine pps-Kapazität überschritten wird. Deshalb geben Hersteller sowohl einen Gbit/s-Wert als auch einen separaten pps- (oder Mpps-)Wert für die Worst-Case-Leistung bei kleinen Paketen an.
Sollte ich den Ethernet-Framing-Overhead einbeziehen?
Für eine genaue Zählung auf der Leitung ja. Über die Paketnutzlast hinaus fügt jeder Ethernet-Frame eine 7-Byte-Präambel, einen 1-Byte-Start-Delimiter, 14 Byte Header, eine 4-Byte-Prüfsumme (FCS) und einen 12-Byte-Inter-Frame-Gap hinzu – insgesamt etwa 38 Byte.
Dieser Overhead senkt den Pakete-pro-Sekunde-Wert leicht und entspricht der maximalen Frame-Rate, die Schnittstellenhersteller angeben. Setzen Sie den Overhead auf null, wenn Sie nur die auf der Nutzlastgröße basierende Rate möchten.
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