Lichtgeschwindigkeit mit "ping" messen?

MeisterPing · Gast

Hallo,

ich habe gehört, dass man die Lichtgeschwindigkeit zumindest der Größenordnung nach mit dem "ping"-Kommando bestimmen kann. Dieses gibt die Zeit aus, die ein Netzwerksignal benötigt, um vom einen Computer vom anderen und wieder zurück zu laufen.

Dazu kann man die so gemessenen Zeiten verschiedener Server ermitteln und in Abhängigkeit der doppelten Entfernung zum Server (Hin und zurück) auftragen. Die Steigung der Ausgleichsgeraden entspricht dann dem Inversen der Signalgeschwindigkeit in der Internetleitung, da logischerweise die Antwortzeit proportional zur Entfernung größer wird und die Proportionalitätskonstante die inverse Signalgeschwindigkeit ist.

Meine Frage ist nun folgendes: Ich erhalte statt der angeblichen 200.000 km/s Signalgeschwindigkeit immer recht genau 100.000 km/s, als würde das Signal statt einmal hin und zurück zweimal hin und zurück laufen.

Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte?

pressure · Anmeldungsdatum: 22.02.2007 Beiträge: 2496

Ohne deine konkrete Rechnung mit Daten zu präsentieren kann dir wahrscheinlich keiner helfen.

Anmerkung: Dass die Lichtgeschwindigkeit etwas 300.000 km/s beträgt ist dir bekannt ?

MeisterPing · Gast

Ja, es geht um die Signalgeschwindigkeit in einem Cat 5-Netzwerk-Kabel. Diese entspricht nicht genau der Vakuum-Lichtgeschwindigkeit. Man müsste die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit aber aus bekannten Materialkonstanten ermitteln können.

Eine Verdeutlichung anhand von zwei Messpunkten:
Die RTT (eben besagte Zeit für Hin- und Rückweg durch Netzwerk) beträgt für einen Server in New York (doppelte Entfernung 12.000km) 112 ms und für einen Server in Sydney/Australien (doppelte Entfernung etwa 32.000 km) 330 ms.

Die Steigung der Geraden durch diese beiden Messpunkte ist nun 20.000 km/218 ms =91.743 km/s (hier wäre, anders als oben behauptet, der Einfachheit halber die Entfernung in Abhängigkeit der Zeit aufgetragen). Wenn man mehr Messpunkte dazunimmt, kommt man mit der Steigung der Ausgleichsgeraden immer näher an die 100.000 km/s heran. Aber es sollten eben 200.000 km/s sein. Hammer

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Was ist denn mit der Elektronikverzögerung? Kann man die tatsächlich vernachlässigen?
Ich denke mal, der Server benötigt eine gewisse Zeit, bis er antwortet. Sicher nicht lange, aber wenn man in diesen Zeitspannen arbeitet, könnte das zu deutlichen Fehlern führen.

pete2011 · Gast

Das funktioniert nicht. Nicht übers Internet. Da sind ständig Router dazwischen, die Pakete auch priorisieren und über verschiedene Wege schicken. Du müsstest also wissen, wie lang der Kabelweg ist. Die Luftlinienentfernung nutzt dir wenig. Wenn du ein Paket an deinen Nachbarn schickst, geht der auch unter umständen durch die halbe Bundesrepublik, ehe er ankommt. Je nachdem, welche Routen gerade vom Routingprotokoll als geeignet gewählt werden.

MeisterPing · Gast

Dies waren auch meine Gedanken - es ist aber doch dann seltsam, dass man (bei Hinzunahme genügend vieler Messwerte) fast genau die Hälfte des gesuchten Wertes erreicht. Wenn ich mich selbst "pinge" beträgt die Antwortzeit 0.033 ms. Ich hatte das für die Elektronikverzögerung angesetzt. Selbst bei 100 Zwischenstellen kann man damit noch einigermaßen leben. Oder sind es eher 10000?
Ich werde es wohl aufgeben und mit diesem Mysterium leben müssen. LOL Hammer

Werde es dann mal mit langen Kabeln und sehr vielen "Pings" versuchen, um einen guten Mittelwert für die Zeiten zu erhalten (dieses Experiment wurde tatsächlich schon erfolgreich durchgeführt, bei Kabellängen von ca. 1 - 100m).

Vielleicht hat ja aber noch jemand eine geniale Idee, insbesondere zur Funktionsweise des "ping"-Kommandos, die mir weiterhilft.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18087

M.E. bräuchtest du einen extrem genau bekannten Weg des Ping-Kommandos, den du mittels tracert bestimmen kannst. Tracert gibt dir die Hops aus, über die das IP-Paket läuft., allerdings nur wenn sie auch eine eigene IP-Adresse haben. Alternativ kannst du auch einfach ein langes optisches Kabel mit möglichst wenig Zwischenstationen (Switches, Routern) nutzen.

Meine Bedenken:
1) die Elektronikverzögerung dominiert die Signalübertragung m.E. bei weitem
2) die Elektronikverzögerung variiert sicher stark in Abhäöngigkeit der Zwischenstationen (Hub, Switch, Router, ...)
3) du siehst nicht alle Zwischenstationen
4) ich weiß nicht, ob du beim Pingen des eigenen Rechners überhaupt den gesamten IP-Stack bis zur Netzwerkkarte durchläufst, oder ob nicht die Treiberschicht schon merkt, dass du dich selbst pingst und sozusagen abkürzt.

MeisterPing · Gast

Sehr gute Tipps!

Ein geeignetes Kabel wäre vielleicht dieses:

de.wikipedia.org/wiki/SEA-ME-WE_3

(Ping von Deutschland nach Perth, Australien. Länge 39.000 km). Müsste man jetzt nur noch einen Server finden, der in Perth, Australien steht.
Ist das einfach?

MeisterPing · Gast

Äh, Okinawa, Japan wäre noch besser.

MeisterPing · Gast

--- PING j-okinawa.jp (219.94.128.209) 56(84) bytes of data. ---
64 bytes from 219.94.128.209: icmp_req=1 ttl=46 time=299 ms
64 bytes from 219.94.128.209: icmp_req=2 ttl=46 time=287 ms
64 bytes from 219.94.128.209: icmp_req=3 ttl=46 time=296 ms
64 bytes from 219.94.128.209: icmp_req=4 ttl=46 time=297 ms

2*39.000 km/300 ms = 260.000 km/s.
Prost

Das reicht mir. Prost

Der Geoip-Lookup zeigt, dass der Server tatsächlich in Okinawa steht.

pete2011 · Gast

TheBartman · Anmeldungsdatum: 09.07.2009 Beiträge: 482

Was mir da grad in den Sinn kommt: Wie funzt das denn beim PC mit der Zeitmessung? Wird ja vermutlich auch mit den Takten einer Quarzuhr verglichen.
Nun ist dieser Takt beispielsweise von der Temperatur abhängig (die innerhalb eines PCs ja doch mal schwankt) und wird zudem mit dem Alter der Uhr auch langsamer.

Kennt jemand da Größenordnungen?

pete2011 · Gast

Die Größenordnung ist zumindest derart relevant, dass es schon gelungen ist, anhand minimaler Taktunterschiede und Rückschlüssen auf die Umgebungstemperatur und deren Verlauf über längere Zeit herauszufinden (mit einer gewissen Toleranz natürlich) wo der betreffende Rechner steht(!). Das hat z.B. zur Folge, dass Anonymisierungsdienste wie TOR kompromittiert werden können.