Packet Switching ist ein Ansatz, der von einigen Computernetzwerkprotokollen verwendet wird, um Daten über eine lokale oder Fernverbindung zu übermitteln. Beispiele für Paketvermittlungsprotokolle sind Frame Relay, IP und X.25.
Wie Paketvermittlung funktioniert
Packet Switching zerlegt Daten in mehrere Teile, die in speziell formatierten Einheiten verpackt sind, die als Pakete bezeichnet werden. Diese werden in der Regel mithilfe von Netzwerk-Switches und -Routern von der Quelle zum Ziel geleitet. Dann werden die Daten am Ziel wieder zusammengesetzt.
Jedes Paket enthält Adressinformationen, die den sendenden Computer und den beabsichtigten Empfänger identifizieren. Anhand dieser Adressen bestimmen Netzwerk-Switches und Router, wie das Paket am besten zwischen den Hops auf dem Weg zu seinem Ziel übertragen wird. Es gibt kostenlose Apps wie Wireshark, die die Daten erfassen und bei Bedarf anzeigen.
Was ist ein Hop?
In Computernetzwerken repräsentiert ein Hop einen Teil des vollständigen Pfads zwischen der Quelle und dem Ziel. Bei der Kommunikation über das Internet werden Daten beispielsweise durch eine Reihe von Zwischengeräten, einschließlich Routern und Switches, geleitet, anstatt direkt über eine einzelne Leitung zu fließen. Jedes Gerät bewirkt, dass Daten zwischen einer Punkt-zu-Punkt-Netzwerkverbindung hin- und herspringen.
Die Anzahl der Hops stellt die Gesamtzahl der Geräte dar, die ein bestimmtes Datenpaket durchläuft. Generell gilt: Je mehr Sprünge Datenpakete durchlaufen müssen, um ihr Ziel zu erreichen, desto größer ist die auftretende Übertragungsverzögerung.
Netzwerkdienstprogramme wie Ping können verwendet werden, um die Anzahl der Hops zu einem bestimmten Ziel zu bestimmen. Ping generiert Pakete, die ein für die Anzahl der Hops reserviertes Feld enth alten. Jedes Mal, wenn ein fähiges Gerät diese Pakete empfängt, modifiziert dieses Gerät das Paket und erhöht die Anzahl der Hops um eins. Außerdem vergleicht das Gerät die Anzahl der Hops mit einem vorgegebenen Grenzwert und verwirft das Paket, wenn die Anzahl der Hops zu hoch ist. Diese Aktion verhindert, dass Pakete aufgrund von Routing-Fehlern endlos im Netzwerk herumspringen.
Vor- und Nachteile der Paketvermittlung
Packet Switching ist die Alternative zu den Circuit-Switching-Protokollen, die historisch für Telefonnetze und manchmal auch für ISDN-Verbindungen verwendet wurden.
Im Vergleich zur Leitungsvermittlung bietet die Paketvermittlung folgende Vor- und Nachteile:
- Effizientere Nutzung der gesamten Netzwerkbandbreite aufgrund der Flexibilität beim Routing der kleineren Pakete über gemeinsam genutzte Links.
- Paketvermittlungsnetzwerke sind oft billiger aufzubauen, da weniger Ausrüstung benötigt wird.
- Zuverlässigkeit. Wenn ein Paket nicht wie erwartet an seinem Ziel ankommt, erkennt der empfangende Computer, dass ein Paket fehlt, und fordert, dass es erneut gesendet wird.
- Packet Switching bietet eine automatische Umleitung, falls ein Knoten auf seiner Reise ausfallen sollte.
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Längere Verzögerungen beim Empfang von Nachrichten aufgrund der Zeit, die zum Verpacken und Weiterleiten von Paketen benötigt wird. Für viele Anwendungen sind Verzögerungen nicht lang genug, um signifikant zu sein, aber für Hochleistungsanwendungen wie Echtzeit-Video ist oft eine zusätzliche QoS-Technologie (Quality of Service) erforderlich, um die erforderlichen Leistungsniveaus zu erreichen.
- Das Potenzial für Netzwerksicherheitsrisiken besteht aufgrund der Verwendung gemeinsam genutzter physischer Verbindungen. Protokolle und andere zugehörige Elemente in Paketvermittlungsnetzen müssen mit den entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen übereinstimmen.
- Latenz ist unvorhersehbar.
