Paketvermittlung

Paketvermittlung ist ein Verfahren der digitalen Datenübertragung, bei dem Nachrichten in kleinere Einheiten, sogenannte Pakete, zerlegt werden. Jedes Paket trägt Adressierungs- und Steuerinformationen und kann unabhängig durch Netzwerke von Routern befördert werden, bevor die ursprüngliche Nachricht am Ziel wieder zusammengesetzt wird.

Die Idee entwickelte sich in den 1960er Jahren durch Arbeiten von Paul Baran und Donald Davies. Sie bildet die Grundlage moderner Datennetze und prägte die Architektur des ARPANET, dem Vorläufer des Internets. Ziel war eine effiziente Nutzung der Leitungen und bessere Fehlertoleranz durch gemeinsame Nutzung der Netzressourcen.

Technisch bestehen Pakete aus Nutzdaten und Headern. Router lesen die Header, entscheiden den nächsten Hop, und leiten das Paket weiter. Pakete können unterschiedliche Wege nehmen und trotzdem am Ziel ankommen. Die korrekte Reihenfolge wird oft durch höhere Schichten wie TCP gewährleistet. Das Prinzip eignet sich sowohl für einfache Datentransfers als auch für komplexe Kommunikationsmuster in großen Netzen.

Es gibt Datagramm-Netze, in denen jedes Paket unabhängig gesendet wird, und virtuelle Schaltungsnetze, in denen vorab eine logische Verbindung eingerichtet wird und Pakete diesem Pfad folgen. Datagramme sind flexibler, virtuelle Schaltungen bieten mehr Vorhersagbarkeit und manchmal garantierte Pfade.

Vorteile der Paketvermittlung sind effiziente Leitungsnutzung, Skalierbarkeit und Fehlertoleranz durch Mehrfachpfade. Nachteile können Verzögerungen, Jitter, Paketverlust und Overhead durch Header-Informationen sein. Fragmentierung kann auftreten, besonders bei großen Nutzdaten oder unterschiedlichen MTU-Größen.

Heute bildet Paketvermittlung das Fundament des Internetprotokolls TCP/IP. IP-Pakete transportieren Nutzdaten, während Protokolle wie TCP oder UDP für Zuverlässigkeit, Flusskontrolle und Reihenfolge sorgen. Router und Switches arbeiten auf Netzwerk- und Datenlink-Ebene, und die Technik wird weiter durch Themen wie QoS und Virtualisierung ergänzt.