Paketvermittlungssystemen

Paketvermittlungssysteme sind Kommunikationssysteme, die Daten in kleine, unabhängig übertragbare Pakete aufteilen. Jedes Paket enthält Nutzdaten sowie Adress- und Steuerinformationen, sodass es ohne eine fest reservierte Verbindung von Quelle zu Ziel gelangen kann. Durch die dynamische Weiterleitung über Zwischenknoten wird die verfügbare Bandbreite effizient genutzt, und mehrere Verbindungen können gleichzeitig bedient werden.

In paketvermittelten Netzwerken bestehen die zentralen Bausteine aus Endsystemen, Routern und Übertragungslinks. Jedes Paket trägt Zieladresse und Routing-Informationen in seinem Header. An jedem Knoten entscheidet der Router anhand von Routing-Tabellen, wie das Paket zum nächsten Hop weitergeleitet wird. Pakete können unterschiedliche Wege nehmen und am Ziel sicher wieder zusammengesetzt werden; die Reihenfolge wird typischerweise durch Transport- oder Anwendungsschichten gewährleistet.

Historisch entwickelte sich die Paketvermittlung in den 1960er-Jahren; zentrale Meilensteine sind ARPANET, die Einführung des TCP/IP-Protokollstacks und die Standardisierung von IP in den 1980er Jahren. Später dominierten X.25, Frame Relay und ATM in bestimmten Netzen; heute bildet das IP-basierte Internet die vorherrschende Implementierung, ergänzt durch Mobilfunk- und Glasfaserzugänge.

Zu den Vorteilen gehören eine effiziente Ausnutzung der Bandbreite, Robustheit gegenüber Ausfällen und gute Skalierbarkeit bei wechselndem Verkehrsaufkommen. Zu den Nachteilen zählen Latenz- und Jitter-Variationen, zusätzlicher Header-Overhead, Komplexität von Routing und Anforderungen an Sicherheit und Fehlerbehandlung. Weiterentwicklungen wie Quality of Service, Traffic Shaping und fortschrittliche Protokolle adressieren diese Herausforderungen.