# Windows Networking: TCP/IP Stack & Konfiguration

TL;DR / Management Summary Ein stabiler Netzwerk-Stack ist das Fundament jedes Clients. Während User die neue Settings-App nutzen, operieren Senior Admins auf der Ebene von PowerShell (NetTCPIP Module) und netsh. Wir optimieren den Stack für High-Speed LANs, verwalten DNS-Sicherheitsfeatures wie DoH (DNS over HTTPS) und nutzen Diagnose-Tools, um Paketverlust und Namensauflösungsfehler im Keim zu ersticken.

# 1. Einführung & Architektur

Die Reise eines Pakets durch Windows.

Windows nutzt den Next Generation TCP/IP Stack (seit Vista/7). Er ist modular aufgebaut und erlaubt tiefgreifende Eingriffe via Software.

# Schlüsselkomponenten

• NDIS (Network Driver Interface Specification): Die Schicht zwischen Treiber und Stack.
• WFP (Windows Filtering Platform): Hier klinken sich Firewall und Antivirus ein.
• AFD.sys: Der Ancillary Function Driver für Sockets (die Schnittstelle zur Applikation).

# Architektur-Diagramm (Mermaid)

graph TD
    APP[Application / Socket] -->|WinSock| AFD[AFD.sys]
    AFD -->|Transport| TCP_UDP[TCP/UDP Layer]
    TCP_UDP -->|Network| IP[IPv4 / IPv6 Layer]
    IP -->|Framing| NDIS[NDIS / NIC Driver]
    NDIS -->|Physical| NIC[Network Card]
    
    subgraph "Admin Hooks"
    IP --- NETSH[netsh interface]
    IP --- PS[Get-NetIPAddress]
    end

# 2. Netzwerkkonfiguration in der Praxis

Weg von der GUI.

# IP-Konfiguration via PowerShell

Die GUI (ncpa.cpl) ist langsam. Nutzen Sie das Modul NetTCPIP.

# Statische IP setzen
New-NetIPAddress -InterfaceAlias "Ethernet" -IPAddress 192.168.1.50 -PrefixLength 24 -DefaultGateway 192.168.1.1

# DNS Server zuweisen
Set-DnsClientServerAddress -InterfaceAlias "Ethernet" -ServerAddresses ("1.1.1.1","8.8.8.8")

# Stack Reset (Der “Magic” Fix)

Wenn das Netzwerk völlig “spinnt”, hilft oft nur der Reset des Katalogs:

netsh winsock reset
netsh int ip reset

# 3. Deep Dive: TCP Stack Tuning

Performance rausholen.

Windows hat Auto-Tuning Features, die manchmal mehr schaden als nützen.

# Receive Window Auto-Tuning

# Status prüfen
netsh int tcp show global

# Tuning (Normal ist meist am besten, 'disabled' bei alten Firewalls)
netsh int tcp set global autotuninglevel=normal

# DNS over HTTPS (DoH)

In Windows 11 können Sie DNS-Abfragen verschlüsseln, um ISP-Tracking zu verhindern:

• Settings -> Network & Internet -> Ethernet -> DNS Server Assignment
• Wählen Sie Encrypted only (DNS over HTTPS).

# 4. Day-2 Operations: Diagnose & Troubleshooting

Warum ist die Leitung so langsam?

# Der PowerShell “Test-NetConnection” (tnc)

Vergessen Sie telnet zum Port-Check.

tnc 10.0.0.1 -Port 443
# Prüft TCP-Connect, Latenz und liefert Route-Details.

# Packet Monitoring (PktMon)

Windows hat einen eingebauten Sniffer (ähnlich wie tcpdump), der keine Drittanbieter-Treiber benötigt:

# Capture auf Interface 1 starten
pktmon start --etw -i 1
# Stoppen und in PCAP konvertieren (für Wireshark)
pktmon stop
pktmon pcapng PktMon.etl -o log.pcapng

# 5. Troubleshooting & “War Stories”

Wenn das Paket im Nirvana verschwindet.

# Top 3 Fehlerbilder

1. Symptom: “Identifiziertes Netzwerk - kein Internetzugriff”.

   • Ursache: Der NCSI (Network Connectivity Status Indicator) kann den Microsoft-Test-Server nicht erreichen.
   • Lösung: Proxy-Einstellungen prüfen oder prüfen, ob DNS den Host www.msftconnecttest.com auflösen kann.

2. Symptom: IPv6 verursacht Latenzen in IPv4-Only Netzen.

   • Lösung: IPv6 nicht deaktivieren (führt zu internen Problemen), sondern IPv4 via Registry (DisabledComponents) bevorzugen.

3. Symptom: Hoher Paketverlust nur bei bestimmten Applikationen.

   • Analyse: MTU-Check. Wenn Pakete fragmentiert werden müssen, aber das “Don’t Fragment” Bit gesetzt ist, sterben sie.
   • Tool: ping -f -l 1472 <IP>

# “War Story”: Der “Killer” QoS

Ein Kunde klagte über langsame Dateitransfers (SMB). 10G Karte war verbaut, aber nur 100MB/s Durchsatz. Die Entdeckung: Ein “Gaming-Optimierungs-Tool” hatte via netsh die Receive-Side Scaling (RSS) Funktion deaktiviert, um “Interrupt-Latenzen für Spiele” zu minimieren. Dadurch wurde der gesamte Traffic nur über einen einzigen CPU-Kern abgewickelt, der bei 100MB/s am Limit war. Lösung: Enable-NetAdapterRss und der Datendurchsatz stieg sofort auf 900MB/s+.

# 6. Monitoring & Alerting

Integrität der Verbindung.

# Wichtige KPIs

• Interface Bandwidth: node_network_transmit_bytes_total.
• Error Rate: node_network_receive_errs_total.
• DNS Resolution Time: Messen via PowerShell-Skript und Export an Prometheus.

# 7. Fazit & Empfehlung

Netzwerk-Konfiguration ist kein “Set and Forget”.

• Empfehlung: Nutzen Sie IPv6, wo immer möglich. Es ist der native Stack von modernem Windows.
• Pro-Tipp: Verwenden Sie für Server-Workloads immer NIC Teaming oder Switch Embedded Teaming (SET) für Redundanz (Artikel 507).

# Anhang: Cheatsheet

# Referenzen

• Microsoft Learn: TCP/IP Implementation Details
• PktMon Documentation
• Advanced TCP/IP Stack Manual Tuning