Netzwerkpakete

Netzwerkpakete sind die grundlegende Übertragungseinheit in vielen Computernetzwerken. Sie dienen dazu, Daten von einer Quelle zu einem oder mehreren Zielen über ein Netzwerk zu transportieren. Ein Paket besteht in der Regel aus einem Header mit Adressierungs- und Steuerinformationen sowie einem Payload, der die eigentlichen Nutzdaten enthält. In IP-basierten Netzwerken wird ein Paket auf der Netzwerkschicht von Routern weitergeleitet und kann durch verschiedene Netze hindurch traversieren.

Der IP-Header unterscheidet sich zwischen IPv4 und IPv6. Ein IPv4-Header enthält Felder wie Version, Headerlänge, Gesamtlänge, Time-to-Live (TTL), Protokoll, Quell- und Zieladresse sowie eine Header-Prüfsumme. IPv6 verwendet ein anderes Layout, verzichtet auf die Header-Prüfsumme und nutzt 128-Bit-Adressen sowie Felder wie Traffic Class und Flow Label. Der Payload eines IP-Pakets ist typischerweise ein Segment der Transportschicht, etwa ein TCP-Segment oder ein UDP-Datagramm, oder bei einigen Anwendungen direkt Nutzdaten.

Beim Transport durch Netzwerke werden Pakete anhand der Zieladresse weitergeleitet. Da Pakete unterschiedliche Wege nehmen können, kann ihre Reihenfolge am Ziel unterschiedlich sein, was höhere Schichten korrigieren. Pakete können fragmentiert werden, wenn die MTU eines Netzes kleiner ist als der Paketinhalt. Die Fragmentierung kann die Reassemblierung am Ziel erfordern und beeinflusst Latenz und Ausfallsicherheit.

IP liefert in der Regel einen besten-Effort-Service und keine Garantie für Zustellung oder Reihenfolge. Transportprotokolle wie TCP bieten Zuverlässigkeit, Flusskontrolle und Fehlerkorrektur, während UDP schneller, aber unzuverlässig ist. Sicherheitsaspekte umfassen IPsec für Authentifizierung und Verschlüsselung, NAT für Adressübersetzung sowie Firewalls und VPNs für Zugriffskontrolle. Netzwerkeffizienz lässt sich durch Quality-of-Service-Mechanismen wie DSCP steuern. Netzpakete sind damit zentrale Bausteine sowohl des Internets als auch lokaler Netzwerke.