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Paketbasierte Datenübertragung

Was ein Paket ist, ist eigentlich jedem geläufig. Klassisch ein Karton, welcher per Post oder Weihnachtsmann geliefert wird und nach dem Öffnen seinen Inhalt preis gibt. Ist es nicht möglich etwas größeres mittels eines Paketes zu versenden, aber man kann es zerlegen, dann kann man das große Gut über mehrere Pakete verteilen. Dem Empfänger kommt dann die Aufgabe zu, die Einzelteile wieder zusammenzusetzen.

Ein Paket wird, eventuell mit anderen Paketen zusammen, z.B. bei der Post aufgegeben und wird dann zusammen mit Paketen anderer Kunden zu einem Verteilerzentrum transportiert. Dort werden die Pakete sortiert und deutschlandweit an, zu den Adressen zugehörigen, weiteren Verteilerzentren weitergeleitet. Von dort werden die Pakete von den Zustellern abgeholt, welche die Pakete dann idealerweise bis an Ihre Haustür bringen.

Diese Analogie beschreibt das Grundprinzip der paketbasierten Datenübertragung recht gut.

  1. Gerät A möchte Daten an Gerät B übertragen.
  2. Gerät A verpackt die Daten in ein Datenpaket und versieht das Datenpaket mit einer Adresse.
  3. Gerät A sendet die Daten in ein Netzwerk.
  4. Auch in einem Netzwerk gibt es, sozusagen, Verteilerzentren, welche die Datenpakete weiterverteilen oder wenn sich der Empfänger in der Nähe eines Verteilerzentrums befindet, an den Empfänger zustellen.
  5. Passen die von Gerät A zu versendenden Daten nicht in ein Paket, dann werden diese über viele Datenpakete verteilt an Gerät B gesandt. Gerät B setzt die Daten wieder zusammen.

Folgend die Grundstruktur eines Datenpaketes. Ein Datenpaket besteht aus dem zu versendenden Inhalt, die Nutzdaten und aus Kopfdaten. So finden sich z.B. die Zieladresse und der Absender eines Datenpaketes, in den Kopfdaten welches das Internet-Protokoll hinzufügt.

Bild: Ein Datenpaket
Bild: Ein Datenpaket

Die genauen Kopfdaten hängen vom Protokoll ab, welches verwendet wird um ein Datenpaket zu erstellen. Je nach Aufgabenbereich und Funktion eines Protokolles, unterscheiden sich die enthaltenen Kopfdaten.

Die Analogie über die Zustellung eines klassischen „Postpaketes" gibt auch eine Idee, warum man dieses Prinzip bei Datennetzwerken anwendet.

Stellen Sie sich vor es gäbe keine Paketpost, aber Sie möchten mehrere Dinge jemanden anderes zukommen lassen, welcher weit entfernt wohnt. Sie könnten diese Dinge jetzt, so wie sie sind, einem Kurier in die Hand drücken und diesem den Wohnort des Empfängers verbal beschreiben. Sind die Dinge zu schwer oder zu unhandlich, dann brauchen Sie schon mehrere Kuriere. Abgesehen, davon das jetzt ein Kurier Stunden, wenn nicht Tage für die Zustellung braucht, sind die Risiken immens. Der Wohnort des Empfängers wurde vergessen oder zu ungenau beschrieben. Ohne Verpackung werden die Versandgüter schnell beschädigt und so weiter.

Die Abstraktion und Standardisierung der Pakete, aber auch des Zustellnetzes, erlaubt hingegen eine sehr effiziente Ausnutzung der Übertragungswege und eine zuverlässige Zustellung.

Notiz: Das Prinzip der paketbasierten Datenübertragung hat erst mit der Verbreitung von Computernetzwerken weite Verbreitung gefunden. In der Telefonie war es noch für das gesamte zweite Jahrtausend üblich, eine exklusive Verbindung zwischen zwei Gesprächsteilnehmern herzustellen. Durch die Einführung von Voice over IP (VoIP), werden aber inzwischen heutzutage die meisten Gespräche ebenfalls über Datenpakete abgewickelt.