Übertragung von Informationen

Einführung

Nachdem wir die Grundidee von Kommunikation verstanden haben, schauen wir uns an, wie Informationen tatsächlich in Netzwerken übertragen werden.

Daten statt "Inhalte"

In Netzwerken sprechen wir von Daten, nicht von "Inhalten":

• Ein Bild ist kein Bild mehr, sondern eine Datei mit Bytes
• Eine E-Mail ist eine Sequenz von Zeichen und Steuerinformationen
• Ein Video ist eine Folge von Datenpaketen

Warum ist das wichtig?

Computer und Netzwerkgeräte verstehen keine "Bilder" oder "Videos". Sie verarbeiten nur:

• Nullen und Einsen (Bits)
• Bytes (8 Bits)
• Datenpakete (viele Bytes zusammen)

Zerlegung in kleine Einheiten

Große Datenmengen werden in kleine Einheiten zerlegt:

Beispiel: Versand einer großen Datei

Große Datei (10 MB)
    ↓ Zerlegung
Viele kleine Pakete (z.B. 7000 Pakete à 1500 Bytes)
    ↓ Übertragung
Einzelne Pakete reisen durchs Netzwerk
    ↓ Zusammensetzung
Große Datei (10 MB) beim Empfänger

Vorteile der Zerlegung

1. Effizienz: Mehrere Geräte können gleichzeitig kommunizieren
2. Fehlerbehandlung: Nur fehlerhafte Pakete müssen neu gesendet werden
3. Flexibilität: Pakete können verschiedene Wege nehmen

Reihenfolge, Zuverlässigkeit, Wiederholung

1. Reihenfolge

• Pakete können in unterschiedlicher Reihenfolge ankommen
• Jedes Paket erhält eine Sequenznummer
• Der Empfänger setzt die Pakete in der richtigen Reihenfolge zusammen

2. Zuverlässigkeit

Zwei grundlegende Ansätze:

Zuverlässige Übertragung (z.B. TCP):

• Empfänger bestätigt jedes erhaltene Paket
• Sender wartet auf Bestätigung
• Fehlende Pakete werden erneut gesendet

Unzuverlässige Übertragung (z.B. UDP):

• Keine Bestätigung
• Schneller, aber Pakete können verloren gehen
• Gut für Video-Streams (ein verlorenes Bild ist egal)

3. Wiederholung

Wenn ein Paket nicht ankommt:

• Sender wartet auf Bestätigung
• Nach Timeout (Zeit abgelaufen) → erneute Übertragung
• Maximale Anzahl von Wiederholungen, dann Fehler

Praktisches Beispiel: E-Mail versenden

1. E-Mail schreiben (Text und Anhang)
2. Zerlegung in Datenpakete
3. Jedes Paket erhält:
   - Absenderadresse (IP)
   - Empfängeradresse (IP)
   - Sequenznummer
   - Prüfsumme (zur Fehlererkennung)
4. Pakete werden über Netzwerk gesendet
5. Empfänger bestätigt jedes Paket
6. Empfänger setzt Pakete zusammen
7. E-Mail ist vollständig beim Empfänger

Wichtige Konzepte

Segmentierung

Große Daten werden in Segmente zerlegt (z.B. durch TCP)

Fragmentierung

Segmente werden in Pakete zerlegt, die durch das Netzwerk passen (durch IP)

Rahmenbildung (Framing)

Pakete werden in Frames verpackt für die Übertragung im lokalen Netzwerk (durch Ethernet)

Zusammenfassung

• Informationen werden als Daten übertragen (Nullen und Einsen)
• Große Daten werden in kleine Einheiten zerlegt
• Reihenfolge wird durch Nummern sichergestellt
• Zuverlässigkeit durch Bestätigungen (optional)
• Wiederholung bei Verlust oder Fehlern
• Zerlegung ermöglicht effiziente und flexible Übertragung

In der nächsten Lektion lernen Sie die verschiedenen Teilnehmer in einem Netzwerk kennen.