1. Übermittlungsmodi und Struktur von
Nachrichtennetzen (Übung)
Kapitel 2.2
Netze und Protokolle
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Kim Bartke
Institut für Kommunikationstechnik
www.ikt.uni-hannover.de

2. Analoge und digitale
Nachrichtenkommunikation
Warum gibt es so viele verschiedene Netze?
verschiedene Strukturen ?
verschiedene Techniken (analog, digital) ?
verschiedene Medien (drahtlos, Kupfer, Glasfaser) ?
(2)‫‏‬

3. Durchschaltprinzipien
fest Übertragungsrate variabel
einfach Komplexität aufwendig
Leitungs- Mehrraten- Zell- Frame- Paket-
vermittlung Leitungsve Vermittlung Relay Vermittlung
rmittlung
Circuit Cell Relay Packet
Switching Multirate Switching
Circuit
Switching
VK-Netze
EWS-D, MAN, WAN Datex-P
VK-Netze WAN,MAN
S12,PABX
Internet
(3)‫‏‬

4. Leitungsvermittlung (1)‫‏‬
Erläutern Sie den Begriff Leitungsvermittlung!
Nennen Sie ein Netz, das mit Leitungsvermittlung arbeitet!
(4)‫‏‬

5. Leitungsvermittlung (2)‫‏‬
Im Fernsprechnetz:
Schrittweise Reservierung des Weges anhand der Rufnummer
und
Durchschaltung bei Verbindungsaufbau
Eine feste Nachrichtenverbindung zwischen Teilnehmer A und
Teilnehmer B für die gesamte Dauer der Verbindung
(exklusiv, drahtähnlich)‫‏‬
Automatische Vermittlung
erfunden: Strowger
(* 1839, † 1902, Leichenbestatter in Kansas City)‫‏‬
Patentanmeldung am 12. März 1889
(5)‫‏‬

6. Leitungsvermittlung (3)‫‏‬
B
Vst
Vst
Vst
A
Vst
Vst
Vst
Vst
(6)‫‏‬

7. Leitungsvermittlung (4)‫‏‬
Welche Tarifierung wird bei leitungsvermittelten Systemen
bzw. im Fernsprechnetz üblicherweise angewendet und
warum?
(7)‫‏‬

8. Leitungsvermittlung (5)‫‏‬
Exklusive Nutzung der Leitung Zeittarif
Tarifierung ermöglicht Steuerung der Auslastung
Die Tarifierung bei leitungsvermittelten Netzen erfolgt
meistens nach Dauer und Entfernung.
Gesprächsdauer
Uhrzeiten
Ortsgespräche, Ferngespräche
(8)‫‏‬

9. Paketvermittlung (1)‫‏‬
Erläutern Sie den Begriff Paketvermittlung!
Nennen Sie ein Netz, das mit Paketvermittlung arbeitet!
(9)‫‏‬

10. Paketvermittlung (3)‫‏‬
Im Internet:
Die Nutzerinformation wird in Blöcke mit einer begrenzten Länge
aufgeteilt und mit Steuerinformationen versehen (Pakete)‫‏‬
Die Pakete werden dem Netz übergeben und dieses transportiert
es anhand der Steuerinformationen zum Ziel
Keine direkte (physikalische) Verbindung zwischen
Kommunikationspartnern
Nachricht
Paket
Kopf (header)‫‏‬ Rumpf (trailer)‫‏‬
(10)‫‏‬

11. Paketvermittlung (4)‫‏‬
Die Pakete werden in Warteschlangen zwischen-
gespeichert
Bearbeitungseinheit
Pakete
(11)‫‏‬

12. Paketvermittlung (5)‫‏‬
Router Router
Router
Router
Router Router
Pakete für nächste
Übertragung sammeln
(Warteschlange)‫‏‬
(12)‫‏‬

13. Datenvermittlung
Welchen Vorteil bzw. Nachteil hat die Benutzung von
Paketvermittlung gegenüber der Leitungsvermittlung
bezüglich der Netzauslastung?
(13)‫‏‬

14. Datenvermittlung
Vorteil
Datenvermittlung kann preiswerter betrieben werden, da das
Netz gegebenenfalls eine Nachricht so lange zwischenspeichert,
bis eine geeignete Datenverbindung frei ist. Dadurch werden
insgesamt weniger Leitungen benötigt.
Geschwindigkeits- und Code-Umwandlungen können
vorgenommen werden
Fehlersicherung bei der Übertragung möglich
Nachteil
Zeitliches Eintreffen der Nachrichten und Datenrate zwischen
den Kommunikationspartnern können im Allgemeinen nicht
garantiert werden.
(14)‫‏‬

15. Paketvermittlung (2)‫‏‬
Vorläufer: Speichervermittlung
Ablauf
kein Aufbau eines physischen Pfades zwischen Sender und Empfänger im
Voraus
Datenblock wird in einer Zwischenstation zwischengespeichert und später
weitergeleitet
Jeder Block geht vollständig ein, wird auf Fehler kontrolliert und erst dann
weiterbefördert
Beispiel:
erste elektromagnetische Telekommunikationssysteme
(Telegrammtransport)‫‏‬
Paketvermittlung:
engere obere Grenze bezüglich der Paketgrößen
besseres Verhalten beim „Multiplexing“ d.h. gleichzeitigen Betrieb mehrerer
Verbindungen
kleinere Speicher
geringere Verzögerung, höherer Durchsatz (interaktive Dienste möglich)‫‏‬
(15)‫‏‬

16. Paketvermittlung vs. Leitungsvermittlung
Merkmal Leitungsvermittelt Paketvermittelt
Dedizierter Pfad Ja Nein
Verfügbare Bandbreite Fest, im voraus reserviert. Dynamisch
Potentielle Verschwendung Ja Nein
von Bandbreite
Übertragung mit Nein Ja
Zwischenspeicherung
Alle Paket verlaufen auf der Ja nicht notwendigerweise
gleichen Route
Verbindungsaufbau notwendig nicht notwendigerweise
Punkt möglicher beim Verbindungsaufbau bei jedem Paket
Überlastungen
Gebührenabrechnung pro Zeit pro Volumen
(üblicherweise!)‫‏‬
(16)‫‏‬

17. Arten der Paketvermittlung
Durchschaltung/
Vermittlung: Paketvermittlung Leitungsvermittlung
Kommunikations- verbindungslose verbindungsorientierte
beziehung: Übertragung Übertragung
(17)‫‏‬

18. Verbindungslose Paketvermittlung (1)‫‏‬
Auch: Connection Less
Erläutern Sie den Begriff verbindungslose Paket-
vermittlung!
(18)‫‏‬

19. Verbindungslose Paketvermittlung (2)‫‏‬
Jedes Nutzdaten-Paket erhält die vollständige
Adressinformation, die zum Transportieren der
Informationen von A nach B erforderlich sind
und wird in jedem Knoten unabhängig von allen anderen
Paketen durchgeschaltet
Beispiel: Internet (IP-Netz)‫‏‬
Paket 1 Paket 1 Paket 1
Nutzlast Nutzlast Nutzlast
Startadresse Startadresse Startadresse
Zieladresse Zieladresse Zieladresse
(19)‫‏‬

20. Verbindungslose Paketvermittlung (3)‫‏‬
Welche Probleme können durch diese Art der Vermittlung
entstehen?
(20)‫‏‬

21. Verbindungslose Paketvermittlung (4)‫‏‬
Das sequenzielle Eintreffen der Pakete in der
ursprünglichen Reihenfolge kann nicht garantiert werden.
Animation PaketnetzSequenz_Rec.exe
(21)‫‏‬

22. Verbindungsorientierte Paketvermittlung (1)‫‏‬
auch: Connection Oriented
Erläutern Sie den Begriff verbindungsorientierte
Paketvermittlung!
(22)‫‏‬

23. Verbindungsorientierte Paketvermittlung (2)‫‏‬
Vor der Nutzdatenübertragung wird eine Verbindung aufgebaut
(virtuelle Verbindungen)‫‏‬
Alle Pakete zwischen zwei Kommunikationspartnern werden auf
derselben virtuellen Verbindung transportiert, eine
Vertauschung der Reihenfolge einzelner Pakete ist sehr
unwahrscheinlich
Paket-Header der Datenpakete enthalten nur die
Verbindungsinformation
normalerweise: Die Entscheidung über den Weg der Pakete
einer virtuellen Verbindung ist nur einmal beim
Verbindungsaufbau notwendig
Verbindungsaufbaupaket Paket 1 Paket 2
...
Nutzlast Nutzlast
Verbindung 1 Verbindung 1
(23)‫‏‬

24. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (1)‫‏‬
Welche Konsequenz kann die Wahl der Datenvermittlung
auf den Anteil der nötigen Verwaltungsinformation, die zur
Übertragung einzelner Pakete von Ende zu Ende benötigt
wird, haben?
(24)‫‏‬

25. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (2)‫‏‬
verbindungslos: größerer Header, da jedes Paket komplette Steuerinfo enthält
Paket 1 Paket 1 Paket 1
Nutzlast Nutzlast Nutzlast
Startadresse Startadresse Startadresse
Zieladresse Zieladresse Zieladresse
verbindungsorientiert: teilweise kleinere Header, da nur Zuordnung zur Verbindung
erforderlich, aber zusätzlicher Aufwand für Verbindungsauf- und abbau
Verbindungsaufbaupaket Verbindungsabbaupaket
Paket 1 Paket 2
...
Nutzlast Nutzlast
Startadresse Verbindung 1 Verbindung 1
Zieladresse
(25)‫‏‬

26. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (3)‫‏‬
Was passiert bei einer verbindungslosen Übertragung,
wenn die Empfängerstation nicht in der Lage ist, die
Datenpakete anzunehmen?
(26)‫‏‬

27. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (4)‫‏‬
Da es keine Möglichkeit gibt, vor der Datenübertragung
mit der Empfängerstation zu kommunizieren, kann der
Sender nicht feststellen, ob die Empfangsstation die
Pakete annehmen kann.
Die Empfangsstation verwirft die Pakete eventuell einfach.
(27)‫‏‬

28. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (5)‫‏‬
Welche positive Eigenschaft hat die verbindungslose
Durchschaltung beim Ausfall einzelner Verbindungs-
abschnitte im Netz?
(28)‫‏‬

29. verbindungslos vs. verbindungsorientiert (6)‫‏‬
Während der Kommunikation ausfallende
Verbindungsabschnitte erfordern keinen neuen
Verbindungsaufbau, da die Information für die Vermittlung
in jedem Paket vorhanden ist.
(29)‫‏‬

30. Durchschaltprinzipien
?
Leitungs- Mehrraten- Zell- Frame- Paket-
vermittlung Leitungsve Vermittlung Relay Vermittlung
rmittlung
Circuit Cell Relay Packet
Switching Multirate Switching
Circuit
Switching
VK-Netze
EWS-D, MAN, WAN Datex-P
VK-Netze WAN,MAN
S12,PABX
Internet
leitungsvermittelt, paketvermittelt, verbindungsorientiert
verbindungsorientiert oder verbindungslos
(30)‫‏‬

31. Zellvermittlung (1)‫‏‬
Nennen Sie den Unterschied zwischen Paketvermittlung
und Zellvermittlung!
(31)‫‏‬

32. Zellvermittlung (2)‫‏‬
Zelle Kompromiss zwischen Paket- und
Leitungsvermittlung
Zellvermittlung ist eigentlich Paketvermittlung, aber
Alle Zellen folgen einem zuvor reservierten Weg
garantierte Ressourcen (wie bei Leitungsvermittlung)‫‏‬
Sonderform der Pakete: klein und konstante Länge, damit
Multiplexing einfacher ist
Beispiel: ATM
(32)‫‏‬
ATM Asynchronous Transfer Mode