Paketvermittlung ist der Ansatz, den einige Computernetzwerkprotokolle verwenden, um Daten über eine lokale oder Langstreckenverbindung bereitzustellen. Beispiele für Paketvermittlungsprotokolle sind Frame Relay, IP und X.25.
Funktionsweise des Paketwechsels
Paketvermittlung beinhaltet das Aufteilen von Daten in mehrere Teile, die dann in speziell formatierten Einheiten, Paketen, verpackt werden. Diese werden in der Regel mithilfe von Netzwerk-Switches und Routern von der Quelle zum Ziel geleitet, und die Daten werden dann am Ziel wieder zusammengefügt.
Jedes Paket enthält Adressinformationen, die den sendenden Computer und den beabsichtigten Empfänger identifizieren. Mithilfe dieser Adressen bestimmen Netzwerk-Switches und -Router, wie das Paket zwischen den "Hops" auf dem Pfad zum Ziel am besten übertragen wird. Es gibt kostenlose Apps wie Wireshark, die Ihnen bei der Erfassung und Anzeige der Daten helfen.
Was ist ein Hopfen?
Bei Computernetzwerken repräsentiert ein Hop einen Teil des vollständigen Pfads zwischen Quelle und Ziel. Bei der Kommunikation über das Internet werden die Daten beispielsweise durch eine Reihe von zwischengeschalteten Geräten wie Routern und Switches geleitet, anstatt direkt über eine einzelne Leitung zu fließen. Jedes dieser Geräte bewirkt, dass Daten zwischen einer Punkt-zu-Punkt-Netzwerkverbindung und einer anderen springen.
Die Anzahl der Hops repräsentiert die Gesamtzahl der Geräte, die ein gegebenes Datenpaket durchläuft. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Sprünge Datenpakete durchlaufen müssen, um ihr Ziel zu erreichen, desto größer ist die Übertragungsverzögerung.
Netzwerkdienstprogramme wie Ping können verwendet werden, um die Anzahl der Hops zu einem bestimmten Ziel zu bestimmen. Ping generiert Pakete, die ein Feld enthalten, das für die Hop-Anzahl reserviert ist. Jedes Mal, wenn ein fähiges Gerät diese Pakete empfängt, ändert dieses Gerät das Paket und erhöht die Anzahl der Sprünge um eins. Außerdem vergleicht das Gerät die Sprungzahl mit einem vorgegebenen Grenzwert und verwirft das Paket, wenn seine Sprungzahl zu hoch ist. Dadurch wird verhindert, dass Pakete aufgrund von Routingfehlern endlos im Netzwerk herumspringen.
Vor- und Nachteile des Paketwechsels
Paketvermittlung ist die Alternative zu Leitungsvermittlungsprotokollen, die früher für Telefonnetzwerke und manchmal für ISDN-Verbindungen verwendet wurden.
Verglichen mit Leitungsvermittlung bietet Paketvermittlung folgende Vor- und Nachteile:
Pros
- Effizientere Nutzung der gesamten Netzwerkbandbreite durch Flexibilität beim Routing der kleineren Pakete über gemeinsam genutzte Links.
- Paketvermittlungsnetzwerke sind oft kostengünstiger zu bauen, da weniger Geräte benötigt werden.
- Zuverlässigkeit. Wenn ein Paket nicht wie erwartet am Ziel ankommt, erkennt der empfangende Computer, dass ein Paket fehlt und fordert an, es erneut zu senden.
- Die Paketvermittlung bietet eine automatische Umleitung, falls ein Knoten auf seiner Reise fehlschlägt.
Cons
- Längere Verzögerungen beim Empfang von Nachrichten aufgrund der zum Paketieren und Routen von Paketen erforderlichen Zeit. Für viele Anwendungen sind Verzögerungen nicht lang genug, um signifikant zu sein. Für Hochleistungsanwendungen wie Echtzeitvideo ist jedoch häufig eine zusätzliche Quality of Service (QoS) -Technologie erforderlich, um die erforderlichen Leistungsniveaus zu erreichen.
- Das Potenzial für Netzwerksicherheitsrisiken besteht in der Verwendung gemeinsam genutzter physischer Links. Protokolle und andere verwandte Elemente in Paketvermittlungsnetzen müssen mit den entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen übereinstimmen.
- Latenz ist unvorhersehbar.
