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Hohe Kollisionsrate bei 100-Mbit-Netzwerken

Der Support für Windows XP wurde eingestellt

Microsoft stellte am 8. April 2014 den Support für Windows XP ein. Diese Änderung wirkt sich auf Ihre Softwareupdates und Sicherheitsoptionen aus. Erfahren Sie, was das für Sie bedeutet und wie Sie Ihren Schutz aufrechterhalten können.

Dieser Artikel wurde archiviert. Er wird im vorliegenden Zustand bereitgestellt und nicht mehr aktualisiert.
Dieser Artikel ist eine Übersetzung des folgenden englischsprachigen Artikels der Microsoft Knowledge Base:
315237 High Rate of Collisions on 100-Megabit Networks
In Artikel 169789 wird dieses Problem für Microsoft Windows 2000 beschrieben.

Wichtig: Dieser Artikel enthält Informationen zum Bearbeiten der Registrierung. Bevor Sie die Registrierung bearbeiten, vergewissern Sie sich bitte, dass Sie die Registrierung wiederherstellen können, falls ein Problem auftritt. Weitere Informationen zum Erstellen einer Sicherungskopie, zum Wiederherstellen und Bearbeiten der Registrierung finden Sie in folgendem Artikel der Microsoft Knowledge Base:
256986 Beschreibung der Microsoft Windows-Registrierung
Problembeschreibung
Sie stellen möglicherweise eine geringe Netzwerkleistung beim Kopieren von Dateien fest, wenn Sie das TCP/IP-Protokoll mit einer 100-MBit-Netzwerkkarte verwenden. Diese geringe Leistung kann auch auftreten, wenn Sie den Windows Explorer in Windows XP verwenden.

Hinweis: Eine Verringerung der Leistung wurde zwar bei verschiedenen 100-MBit-Netzwerkkarten beobachtet, jedoch ist dieses Problem nicht Windows-spezifisch.
Ursache
Die niedrige Netzwerkleistung ist auf eine hohe Rate frühzeitiger Kollisionen im Netzwerk zurückzuführen. Der Blockzwischenraum (die Zeit, die eine Arbeitsstation abwartet, bevor sie die Übertragung versucht), ist kürzer als von der IEEE 802.3-Spezifikation festgelegt (9,6 Mikrosekunden).
Lösung
Warnung: Die unkorrekte Verwendung des Registrierungseditors kann schwerwiegende Probleme verursachen, die das gesamte System betreffen und eine Neuinstallierung des Betriebssystems erforderlich machen. Microsoft kann nicht garantieren, dass Probleme, die von einer falschen Verwendung des Registrierungseditors herrühren, behoben werden können. Benutzen Sie den Registrierungseditor auf eigene Verantwortung.

Erkundigen Sie sich beim Hersteller Ihrer Netzwerkkarte, wie Sie den Blockzwischenraum vergrößern können, um dieses Problem zu beheben.

Intel EtherExpress 100B-Adapter verfügen über einen Registrierungsparameter, der den Blockzwischenraum steuert. Wenn Sie einen Intel EtherExpress 100B-Netzwerkadapter verwenden, gehen Sie wie folgt vor, um diesen Parameter zu ändern:
  1. Starten Sie den Registrierungseditor (Regedit.exe).
  2. Suchen Sie folgenden Registrierungsschlüssel, wobei x für die Nummer Ihres Netzwerkadapters steht:
    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\e100bx\Parameters
  3. Klicken Sie auf Bearbeiten, dann auf Wert hinzufügen und geben Sie die folgenden Informationen ein:
    Name: Adaptive_ifs
    Typ: REG_DWORD
    Wert: 1 (Anpassungsalgorithmus aktivieren)
    Der Anpassungsalgorithmus zum Erkennen von Kollisionen und Einstellen des Blockzwischenraums ist standardmäßig aktiviert. Durch Setzen des Wertes auf 0 wird der Anpassungsalgorithmus deaktiviert. Durch einen Wert zwischen 2 und 200 wird ein vordefinierter Blockzwischenraum festgelegt. Beginnen Sie mit einem Wert von 20 und erhöhen Sie den Wert in Intervallen von 20. Messen Sie die Kollisionen und beobachten Sie die Leistung. Wählen Sie einen Wert mit einer niedrigen Kollisionsrate, der sich nicht auf die Leistung auswirkt.

Abhilfe

Um dieses Problem zu umgehen, können Sie den Registrierungsparameter TcpWindowSize so einstellen, dass der Absender auf den Eingang der ACK-Meldung des Empfängers wartet, bevor er weitere Daten sendet. Damit verringert sich die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen. Gehen Sie hierzu folgendermaßen vor:
  1. Starten Sie den Registrierungseditor (Regedit.exe).
  2. Suchen Sie folgenden Schlüssel in der Registrierung:
    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters
  3. Klicken Sie auf Hinzufügen, dann auf Wert und geben Sie die folgenden Informationen ein:
    Name: TcpWindowSize
    Typ: REG_DWORD
    Wert: 2920 (Dezimal) - Anzahl Bytes
    Setzen Sie den Wert auf Dezimal 2920 für Ethernet, d.h. auf das Doppelte der maximalen TCP-Datengröße in anderen Netzwerken. Diese Einstellung muss für andere Netzwerke nicht geändert werden, da Token Ring- und FDDI-Netzwerke usw. keine Kollisionen wie Ethernet-Netzwerke aufweisen.

    Beachten Sie, dass das Ändern dieses Parameters erhebliche Auswirkungen auf die Leistung haben kann. In Allgemeinen gibt es in WAN- oder herkömmlichen 10-Mbit-Netzwerken je nach Topologie eine gewisse Latenzzeit zwischen dem Absender und dem Empfänger. Daher besteht kein Potenzial für Kollisionen aufgrund des für TCP/IP typischen Sendens von ACK-Meldungen. Durch Ändern des Parameters TcpWindowSize wird in diesem Fall nur der Durchsatz verringert.
Status
Microsoft hat bestätigt, dass es sich hierbei um ein Problem bei den in diesem Artikel genannten Microsoft-Produkten handelt.
Weitere Informationen
Eine "Kollision" tritt auf, wenn zwei Stationen gleichzeitig auf der Leitung übertragen. Eine "frühzeitige Kollision" ist eine Kollision, die auftritt, bevor 512 Bit des Datenblocks übertragen wurden. Frühzeitige Kollisionen können in einem normal arbeitenden Ethernet-Netzwerk regelmäßig auftreten. Es besteht keine Hardware-Fehlfunktion bzw. kein Fehlverhalten der Stationen.

Die IEEE 802.3-Spezifikation legt fest, dass eine Station 9,6 Mikrosekunden (einen Blockzwischenraum) abwarten muss, bevor sie den Übertragungsversuch über die Leitung vornehmen kann. Einige Hersteller von Netzwerkkarten haben ihre Adapter mit einem kürzeren Blockzwischenraum konfiguriert, um höhere Datenübertragungsraten zu erzielen. Dieer kürzere Blockzwischenraum kann zu einer hohen Kollisionsrate führen.

Dieses Problem kann durch das Verhalten des Protokolls der oberen Schicht beeinflusst werden. Die TCP/IP-Spezifikation legt fest, dass für jeden zweiten empfangenen Datenblock eine ACK-Meldung gesendet werden soll. Wenn ein TCP-Host also zwei Datenblöcke empfängt, sendet er eine ACK-Meldung an den Absender. Das Potenzial für das Auftreten von Kollisionen ist hoch, wenn ein Client, der zwei Pakete empfangen hat, versucht, eine ACK-Meldung zu senden, während der Absender möglicherweise noch versucht, weitere Daten an den Client zu senden.

Analyse des Windows Explorer-Dateikopiervorgangs in Windows XP

Wenn derselbe Dateikopiervorgang über eine Eingabeaufforderung oder über den Windows Explorer in Windows XP gestartet wird, ist das Datenübertragungsmuster unterschiedlich. In diesem Fall gibt der Redirector einen 60KB-"Bulk Read" oder -"Raw Read" aus. Das Datenübertragungsmuster wird im Folgenden dargestellt:
   10 CLIENT SERVER  SMB C read & X, FID = 0x1004, Read 0xf000   11 SERVER CLIENT  SMB R read & X, Read 0xf000   12 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   13 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   14 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   15 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   16 CLIENT SERVER  TCP .A...., len: 0, seq:404791-404791, ack   17 CLIENT SERVER  TCP .A...., len: 0, seq:404791-404791, ack   18 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   19 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes   20 SERVER CLIENT  NBT SS: Session Message Cont., 1460 Bytes				
Auf TCP-Ebene:
   10 CLIENT SERVER  TCP len:   64, seq:  404727-404790,  ack:   6992081   >Client sendet 64 Byte Daten (SMB-Befehl zum Lesen von 4KB);   11 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6992081-6993540, ack:    404791   >Server sendet Piggyback-ACK-Meldung und SMB-Antwort mit einigen Daten;   12 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6993541-6995000, ack:    404791   13 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6995001-6996460, ack:    404791   >Server sendet restliche Daten an den Client.   >**Kollision ist an diesem Punkt wahrscheinlich, da der Client versuchen wird, eine ACK-Meldung zu senden.   14 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6996461-6997920, ack:    404791   15 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6997921-6999380, ack:    404791   >Der Server ist jedoch in der Lage, die Leitung zu erhalten und weitere Daten zu senden.   16 CLIENT SERVER  TCP len:    0, seq:  404791-404791,  ack:   6996461   >Client ist in der Lage, die Leitung zu erhalten und die ACK-Meldung für die Daten in den Datenblöcken 12 und 13 zu senden.   17 CLIENT SERVER  TCP len:    0, seq:  404791-404791,  ack:   6999381   >Client ist in der Lage, die Leitung zu erhalten und die ACK-Meldung für die Daten in den Datenblöcken 14 und 15 zu senden.   18 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 6999381-7000840, ack:    404791   19 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 7000841-7002300, ack:    404791   >Server continues to send data.   >**Kollision ist an diesem Punkt wahrscheinlich, da der Client versuchen wird, eine ACK-Meldung zu senden.   20 SERVER CLIENT  TCP len: 1460, seq: 7002301-7003760, ack: 404791   >Der Server ist jedoch in der Lage, die Leitung zu erhalten und weitere Daten zu senden.				
Wenn Sie das TCP/IP-Protokoll verwenden, beeinflusst das Senden von TCP-ACK-Meldungen die Kollisionsrate. Das Problem ist jedoch nicht auf TCP/IP oder die Erweiterung von Windows Explorer zum Ausführen von 60KB-Bulk Reads zurückzuführen. Das Problem kann auch anhand von FTP veranschaulicht werden. TCP/IP, der Redirector und Windows Explorer haben keinerlei Kontrolle über den Blockzwischenraum. Der Blockzwischenraum wird auf der physikalischen Schicht festgelegt, die vom Chipsatz der Netzwerkkarte gesteuert wird. Falls es zu einer hohen Kollisionsrate kommt, sollten Sie sich an den Hersteller Ihrer Netzwerkkarte wenden.

Weitere Informationen zum TCP/IP-Protokoll finden Sie im White Paper mit dem Titel "TCP/IP Implementation Details" auf der folgenden anonymen Microsoft-FTP-Site: Der Dateiname für das White Paper lautet "Tcpipimp2.doc".
Bitte beachten Sie: Bei diesem Artikel handelt es sich um eine Übersetzung aus dem Englischen. Es ist möglich, dass nachträgliche Änderungen bzw. Ergänzungen im englischen Originalartikel in dieser Übersetzung nicht berücksichtigt sind. Die in diesem Artikel enthaltenen Informationen basieren auf der/den englischsprachigen Produktversion(en). Die Richtigkeit dieser Informationen in Zusammenhang mit anderssprachigen Produktversionen wurde im Rahmen dieser Übersetzung nicht getestet. Microsoft stellt diese Informationen ohne Gewähr für Richtigkeit bzw. Funktionalität zur Verfügung und übernimmt auch keine Gewährleistung bezüglich der Vollständigkeit oder Richtigkeit der Übersetzung.
Eigenschaften

Artikelnummer: 315237 – Letzte Überarbeitung: 12/07/2015 08:29:22 – Revision: 2.1

Microsoft Windows XP Home Edition, Microsoft Windows XP Professional, Microsoft Windows XP Professional x64 Edition

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