Warum eine hohe Application Performance entscheidend ist

Eine erstklassige Application Performance ist für IT-Entscheider von zentraler Bedeutung, um die Effizienz zu maximieren, Ausfallzeiten zu minimieren und die Geschäftskontinuität zu gewährleisten – insbesondere für Unternehmen mit mehreren physischen Standorten.

Lesen Sie weiter, um Ihr Wissen über die Grundlagen der Netzwerk-Performance aufzufrischen und die wesentlichen Faktoren zu entdecken, mit denen Sie das volle Potenzial Ihrer Anwendungen ausschöpfen können. Oder schauen Sie sich unseren Blogbeitrag zur Optimierung des SD-WAN-Stacks an.

Grundlagen der Netzwerk-Performance

Schlüsselkennzahlen für die Netzwerk-Performance

Latenz und Bandbreite

Latenz misst die Zeit, die Daten benötigen, um von der Quelle zum Ziel zu gelangen. Bandbreite bezieht sich auf die maximale Geschwindigkeit, mit der Daten über ein Netzwerk übertragen werden können.

In anderen Worten, Latenz ist die Zeit, die ein Auto (Daten) benötigt, um von einem Ende der Autobahn (Quelle) zum anderen (Ziel) zu gelangen. Selbst wenn die Strasse breit ist, wird es immer noch viel Zeit in Anspruch nehmen, das Ziel zu erreichen, wenn es weit entfernt ist (hohe Latenz).

Die Bandbreite bestimmt, wie viele Fahrzeuge gleichzeitig auf der Autobahn fahren können. Eine Autobahn mit vielen Fahrspuren (hohe Bandbreite) ermöglicht es mehr Fahrzeugen (Daten), gleichzeitig zu fahren, was die Gesamtkapazität der Autobahn erhöht.

Durchsatz, Paketverlust und Jitter

Der Durchsatz ist die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der Daten erfolgreich über ein Netzwerk übertragen werden. Paketverlust tritt auf, wenn Datenpakete ihr Ziel nicht erreichen.

In Anlehnung an das obige Beispiel ist der Durchsatz die Anzahl der Fahrzeuge, die ihr Ziel innerhalb einer bestimmten Zeit erreichen. Paketverluste sind wie Fahrzeuge, die unterwegs kaputt gehen oder sich verfahren.

Wenn viele Fahrzeuge ausfallen oder falsch abbiegen (Paketverlust) und nie ihr Ziel erreichen, verringert sich die Anzahl der Fahrzeuge, die ihre Fahrt erfolgreich beenden (Durchsatz).

Jitter misst die Variation der Latenz. Ist der Jitter hoch, bedeutet dies, dass die Datenpakete mit einer grossen Verzögerungsvariation am Ziel ankommen. Bildlich gesprochen ist Jitter die Unvorhersehbarkeit einer Route: Ein Fahrzeug, das später losfährt als ein anderes, kommt früher am Ziel an. Da Datenpakete in eine bestimmte Reihenfolge gebracht werden müssen, um sinnvoll zu sein, ist es wichtig, die Variation der Latenzzeit gering zu halten.

So bewerten Sie die aktuelle Netzwerk- und Application Performance

Einflussfaktoren der Application Performance

Entfernung zwischen Nutzer und Anwendung

Die physische Entfernung zwischen Nutzern und Anwendungen kann sich durch erhöhte Latenzzeiten erheblich auf die Leistung auswirken. Die Bereitstellung von Anwendungen in grösserer Nähe zum Nutzer – z. B. durch Edge Computing oder eine gut geplante Cloud-Architektur – kann diese Verzögerungen verringern.

Verlässliche Konnektivität

Es ist einfacher, grosse Datenmengen effizient zu verarbeiten, wenn mehr Bandbreite zur Verfügung steht. Aber die Geschwindigkeit Ihrer Netzwerkverbindung beeinflusst, wie schnell Daten übertragen werden können. Ein Upgrade auf schnellere Verbindungen – wie z. B. Glasfaserkabel – kann einen grossen Unterschied für den Betrieb ausmachen.

Darüber hinaus ist die Stabilität der Netzwerkverbindungen entscheidend: Hohe Paketverluste und Jitter können zu "Datenlöchern" führen. Diese Löcher äussern sich in flackernden Echtzeit-Dashboards, verzögerten Videostreams oder schlechter Prozessorleistung.

Netzwerk-Routing und Anwendungsprotokolle

Effizientes Netzwerk-Routing stellt sicher, dass die Daten den kürzesten und schnellsten Weg zu ihrem Ziel nehmen. Die Optimierung von Routing-Protokollen – wie Open Shortest Path First (OSPF), Border Gateway Protocol (BGP) und Equal-Cost Multi-Path (ECMP) – und Konfigurationen kann die Latenzzeit verringern und die Performance verbessern.

Insbesondere bei hybriden Bereitstellungen – On-Premises und Cloud sowie im Kontext von SD‑WAN – ist eine gut durchdachte Routing-Architektur wichtig, um eine hohe User und Application Experience zu gewährleisten.

Klicken Sie hier für einen tieferen Einblick in das Application Performance Management.

Leistungstests

Eine hohe Application Performance erfordert Lasttests, Stresstests und Dauertests. Ein Lasttest simuliert beispielsweise 1'000 gleichzeitige Nutzer, die von einem Standort aus auf eine intern gehostete Anwendung (z. B. ein Tool für Verkaufsangebote) zugreifen, um sicherzustellen, dass das Netzwerk und die Anwendung den Datenverkehr am Ende eines Quartals bewältigen können.

Ein Stresstest würde die Last auf 10'000 gleichzeitige Nutzer vom selben Standort (auf demselben Tool) erhöhen, um mögliche Ausfallpunkte zu identifizieren – entweder bei der zugrunde liegenden Konnektivität, der überlagernden Netzwerkinfrastruktur oder der Anwendungs- und Sicherheitsebene.

Ein Dauertest würde das Angebotstool 48 Stunden lang mit 1'000 gleichzeitigen Nutzern laufen lassen, um sicherzustellen, dass die gesamte Architektur die Leistung aufrechterhalten kann.

Optimierung von Hardware und Infrastruktur

Optimierung von Netzwerkverbindungen

Es ist von entscheidender Bedeutung, für die kritischsten Nutzer-zu-Anwendung-Pfade eine Verbindung mit hoher Bandbreite, niedriger Latenz und hoher Zuverlässigkeit zu wählen. Darüber hinaus können Unternehmen durch die Gewährleistung direkter Routen zwischen Nutzern und Anwendungen und die Priorisierung des kritischen Application Traffics innerhalb eines privaten, softwaredefinierten Wide Area Network (SD-WAN) viele zeitaufwendige und kostspielige Massnahmen zur Optimierung der Application Performance vermeiden.

Upgrade von Netzwerkhardware

Neben verbesserten Routern und Switches spielen Hochleistungs-NICs eine entscheidende Rolle als spezialisierte Hardwarekomponenten, die eine effiziente Datenübertragung zwischen einem Computer und einem Netzwerk ermöglichen. Sie unterstützen Technologien wie Remote Direct Memory Access (RDMA) und TCP/IP-Offload, was zu einer schnelleren Datenverarbeitung und einer geringeren CPU-Belastung führt.

Load Balancing

Load Balancer verteilen den Netzwerkverkehr auf mehrere Server, um Überlastungen zu vermeiden und einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen.

Hardware Load Balancer bieten eine hohe Performance und können grosse Datenmengen mit niedriger Latenz bewältigen. Allerdings sind die Anschaffungskosten aufgrund der benötigten physischen Hardware höher, und die Konfiguration sowie Updates bieten weniger Flexibilität.

Software Load Balancer hingegen zeichnen sich durch flexible Skalierbarkeit aus, indem weitere Instanzen oder virtuelle Maschinen hinzugefügt werden können. Die Wartungskosten umfassen Software-Support und Updates, die sich oft automatisieren lassen.

Best Practices für die Netzwerkkonfiguration

IP-Adressverwaltung

Neben der Netzwerksegmentierung zur Erhöhung der Sicherheit unterstützt Subnetting die effiziente Organisation und Verwaltung von IP-Adressen. Dabei wird ein grosses Netzwerk in kleinere Subnetze unterteilt, wobei jedes Subnetz einen Bereich von IP-Adressen erhält, der auf dessen Grösse und Anforderungen abgestimmt ist. Die Subnetzmaske legt fest, welcher Teil der IP-Adresse dem Netzwerk und welcher Teil dem Host zugeordnet ist.

Ebenso ist die Entscheidung zwischen statischen und dynamischen IP-Adressen abhängig von Ihrem Netzwerk-Traffic und Ihren spezifischen Anforderungen. Statische IP-Adressen eignen sich ideal für Geräte, die eine konstante Netzwerkidentifikation benötigen, wie Server, Drucker und Netzwerkgeräte. Dynamische IP-Adressen bieten hingegen eine skalierbare Lösung für grosse Netzwerke, da sie IP-Adressen nach Bedarf automatisch zuweisen, ohne manuelle Eingriffe zu erfordern.

Quality of Service (QoS)-Einstellungen

Die Konfiguration von QoS umfasst das Festlegen von Regeln und Richtlinien, um Netzwerkressourcen effizient zu priorisieren und die Leistung wichtiger Anwendungen zu optimieren. So können Sie beispielsweise QoS-Einstellungen nutzen, um Sprach- und Videopakete zu klassifizieren und ihnen eine hohe Priorität zuzuweisen. Ebenso können Sie einen Teil der Bandbreite für kritische Workloads reservieren, um die Application Performance im Netzwerk sicherzustellen.

Weitere Informationen zur Steuerung der Netzwerkbandbreite finden Sie hier.

Sicherheitsmassnahmen

Es ist entscheidend, festzustellen, ob eine Netzwerkfirewall, eine Web Application Firewall oder eine Next-Generation Firewall (NGFW) erforderlich ist. Eine NGFW kombiniert herkömmliche Firewall-Funktionen mit erweiterten Fähigkeiten wie Deep Packet Inspection und Application Awareness.

Ebenso spielen Netzwerk- und Intrusion Detection-Systeme eine wichtige Rolle, indem sie den Netzwerk-Traffic auf verdächtige Aktivitäten überwachen und so zur Sicherung und Performance des Netzwerks beitragen. Unabhängig von der Wahl der Lösung sollte diese den Sicherheitsrichtlinien und Compliance-Anforderungen Ihres Unternehmens entsprechen, wie beispielsweise NIS2, HIPAA oder DSGVO.

Optimierung der Anwendungsebene

Integration eines Content Delivery Network (CDN)

CDNs verteilen Inhalte über zahlreiche Server weltweit, was die Latenz verringert und die Ladezeiten verbessert, um eine höhere Application Performance im Netzwerk zu gewährleisten.

Bei der Auswahl eines CDN-Anbieters sollten Sie verschiedene Faktoren berücksichtigen. Achten Sie auf Verfügbarkeitszusagen von 99,99 % oder höher, um sicherzustellen, dass Ihre Inhalte jederzeit zugänglich sind. Prüfen Sie auch, ob der Anbieter automatische Skalierungsmöglichkeiten bietet, um der steigenden Nutzernachfrage ohne manuellen Aufwand gerecht zu werden.

Verteiltes Computing und Cloud-Services

Suchen Sie nach Anbietern, die spezialisierte Services wie Big Data-Analysen, IoT und Serverless Computing anbieten. Bewerten Sie zudem Leistungskennzahlen wie Latenz, Datentransferraten und Rechenkapazität.

Software-Optimierungstechniken

Caching-Strategien

Caching speichert einen Teil der Daten, die normalerweise zwischen verschiedenen Punkten übertragen werden, sodass zukünftige Anfragen nach denselben Daten schneller beantwortet werden können. Dies reduziert die Notwendigkeit, auf den primären Speicherort der Daten zuzugreifen oder auf die Übertragung zu warten. Caching ermöglicht somit die effiziente Wiederverwendung von Daten, die zuvor abgerufen, berechnet oder übertragen wurden.

Beim In-Memory-Caching werden Daten direkt im Arbeitsspeicher (RAM) eines Servers oder einer Anwendung gespeichert, was extrem schnelle Lese- und Schreibvorgänge ermöglicht, da die Daten direkt aus dem Arbeitsspeicher und nicht von der Festplatte abgerufen werden.

Distributed Caching verteilt die Speicherung von Daten auf mehrere Server oder Knoten innerhalb eines Clusters und bietet einen einheitlichen Cache, der von mehreren Anwendungsinstanzen auf verschiedenen Maschinen genutzt und aktualisiert werden kann.

Code-Optimierung

Die Implementierung effizienter Algorithmen zur Komprimierung oder Aggregation von Daten kann die Verarbeitungszeit und den Ressourcenverbrauch erheblich reduzieren. Durch die Auswahl geeigneter Datenstrukturen, die Optimierung der Zeit- und Platzkomplexität sowie das Caching unnötiger Berechnungen kann die Effizienz der Datenverarbeitung und ‑ausgabe erheblich gesteigert werden.

Kontinuierliches Monitoring und Wartung

Automatisierte Monitoring-Lösungen

Automatisierte Monitoring-Lösungen bieten Echtzeiteinblicke und Warnungen, die ein proaktives Management von Netzwerkprotokollen ermöglichen. Wählen Sie Tools, die umfassende Monitoring-Funktionen für hybride Umgebungen, benutzerfreundliche Schnittstellen und nahtlose Integration mit bestehenden Systemen bieten.

Regelmässige Netzwerk-Audits

Regelmässige Netzwerk-Audits helfen dabei, potenzielle Probleme zu identifizieren und Optimierungsmöglichkeiten zu erkennen. Diese Audits sollten gründlich sein und alle kritischen Aspekte Ihrer Netzwerkinfrastruktur abdecken. Dazu gehört das Festlegen klarer Auditziele, das Einbeziehen externer Experten und die Entwicklung einer detaillierten Checkliste sowie eines Zeitplans für den Auditprozess.

Erfahren Sie mehr über die Bedeutung der Netzwerkoptimierung.

Optimieren Sie Ihre Application Performance mit Open Systems

Open Systems unterstützt Unternehmen dabei, eine höhere Application Performance zu erzielen, indem wir unser Know-how in den Bereichen Netzwerkinfrastruktur und Sicherheitsoptimierung einbringen. Mit fortschrittlichen Tools und Services wie sicherem SD-WAN, erweitertem Bedrohungsschutz und erstklassigen Managed und Professional Services stellen wir sicher, dass Ihr Netzwerk effizient arbeitet.

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