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| '''Paketvermittlung''' (packet switching) ist ein Verfahren zur [[Datenübertragung]] in [[Rechnernetz]]en.
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| * Längere Nachrichten werden in einzelne [[Datenpaket]]e aufgeteilt und entweder verbindungslos (als [[Datagramm]]) oder über eine [[virtuelle Verbindung]] übermittelt
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| ; Ein Paket enthält typischerweise
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| * die Quelle des Paketes
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| * das Ziel des Paketes
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| * die Länge des Datenteils
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| * die Paketlaufnummer
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| * die Klassifizierung des Paketes und
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| * den Datenteil
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| Bei der Paketvermittlung durchqueren die Pakete als unabhängige und eigenständige Einheiten das Netz und können in den Vermittlungsknoten zwischengespeichert werden.
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| * Dies ist ein wesentlicher Vorteil, da nun die Übertragungsgeschwindigkeit zwischen einzelnen Teilstrecken keine Begrenzung mehr darstellt.
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| * Allerdings erscheint die Architektur als ein Netzwerk von [[Warteschlange (Datenstruktur)|Warteschlangen]].
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| * Jeder zu passierende Netzknoten empfängt das Paket und leitet es an seine Ausgangsschnittstelle (des Netzknotens), die aber Ziel vieler Sendungen sein kann, sodass eine Neigung zu Überlastsituationen entsteht.
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| * Die Existenz der Warteschlangen erzeugt einerseits Verzögerungen in der Paketzustellung oder auch Paketverluste, die eine erneute Übertragung und damit eine weitere Belastung des Übertragungsweges zur Folge haben können.
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| * Für den Anwender ist dieser Ablauf intransparent.
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| * Er benötigt und erhält keinerlei Informationen über den Übertragungsweg.
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| * Im Regelfall kann er diese Informationen auch nicht erlangen, da sich Übertragungswege dynamisch ändern
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| Das System wurde vom englischen IT-Pionier [[Donald Watts Davies]] und [[Leonard Kleinrock]] in den USA entwickelt
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| Beispiele für die paketvermittelte Netzwerke sind das [[Internet]] oder moderne Mobilfunknetze, die Standards wie bspw. [[Universal Mobile Telecommunications System|UMTS]] verwenden
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| == Paketvermittlungsmethoden ==
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| Es wird zwischen zwei Paketvermittlungsmethoden unterschieden:
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| * Verbindungslose Paketvermittlung (bezogen auf Datagramm Nachrichten)
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| Bei der verbindungslosen Paketvermittlung wird jedes Paket mit einer Zieladresse, Quelladresse und den [[Port Address Translation|Port-Nummern]] versehen, außerdem kann es mit einer betreffenden Sequenznummer gekennzeichnet sein.
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| * Dies schließt die Notwendigkeit einer genauen Pfadangabe (Wegbeschreibung zum Zielempfänger) aus.
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| * Es bedeutet jedoch, dass viel mehr Informationen, als notwendig, im Paket-Header gespeichert werden müssen.
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| * Jedes Paket wird versandt und kann über verschiedene Wege zum Ziel gelangen.
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| * Folglich muss nun jedes System sehr viel mehr Arbeit leisten, als im Gegenzug zur verbindungsorientierten Übermittlung.
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| * Am Bestimmungsort wird die ursprüngliche Nachricht / Daten in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengesetzt, bezogen auf die Paketfolgenummer.
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| * Diese virtuelle Verbindung, die auch als virtuelle Schaltung oder Bytestrom bekannt ist, wird dem Endbenutzer durch ein Transportschichtprotokoll bereitgestellt
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| Verbindungslose Protokolle sind z. B. [[Ethernet]], IP und [[User Datagram Protocol|UDP (User Datagram Protocol)]]
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| * Verbindungsorientierte Paketvermittlung (virtuelle Leitungsvermittlung)
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| Im Gegensatz zur verbindungslosen Paketvermittlung, wird bei der verbindungsorientierten Paketvermittlung jedes Paket mit einem Verbindungs-ID anstelle einer Adresse versehen.
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| * Diese Adressinformation wird nur an jedem einzelnen Knoten während der Phase des Verbindungsaufbaus übermittelt.
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| * Wenn nun diese Information während des Weges zum Zielempfänger angesprochen wird, erfolgt ein Eintrag in den Schalttabellen jedes betreffenden Netzknotens und die Verbindung wird geschaltet.
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| * Die Übermittlung bzw.
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| * Weiterleitung eines solchen Paketes ist sehr einfach, da nur ein „Nachschlagen“ in den Schalttabellen der Knoten erforderlich ist, um die betreffende Verbindungs-ID zu ermitteln.
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| * Der dazu notwendige Paket-Header enthält wesentlich weniger Informationen (ID, Länge, Zeitstempel oder Folgenummer)
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| Verbindungsorientierte Protokolle sind z. B. [[Transmission Control Protocol|TCP]], X.25, [[Multiprotocol Label Switching|Multiprotocol Label Switching (MPLS)]] und Asynchronous Transfer Mode (ATM)
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| == Vorteile ==
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| Im Vergleich zur [[Leitungsvermittlung]] bietet die Paketvermittlung eine Reihe von Vorteilen
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| * Effizientere Auslastung, da eine Leitung nicht exklusiv belegt wird, sondern mehrere Nutzer bzw. Dienste gleichzeitig kommunizieren können
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| * Die Ressourcen können fair unter den Teilnehmern aufgeteilt werden (siehe auch [[Netzneutralität]])
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| * Wenn es mehrere Routen vom Sender zum Empfänger gibt, kann beim Ausfall einer Vermittlungsstation der Datenstrom transparent umgeleitet werden
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| == Nachteile ==
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| * Da die Übertragungspfade nicht festgelegt sind, kann es zur Überlastung an einzelnen Vermittlungsstationen kommen
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| * Die Pakete können in einer anderen Reihenfolge beim Empfänger ankommen, als sie gesendet wurden (z. B. durch unterschiedliche Übermittlungspfade)
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| * Es wird keine konstante [[Datenrate]] garantiert, d. h. die Datenrate kann schwanken
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| == Paketvermittelte Netze ==
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| * [[Internet]]
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| * [[X.25]]
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| * [[Asynchronous Transfer Mode]] (ATM)
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| == Weblinks == | | == Weblinks == |
| # https://de.wikipedia.org/wiki/Paketvermittlung | | # https://de.wikipedia.org/wiki/Paketvermittlung |