Datenpaket

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1. Was ist ein Datenpaket?

1. Was ist ein Datenpaket?

In Telekommunikations- und Computernetzwerken wie dem Internet erfolgt die Übertragung von Daten in Form einzelner Datenpakete. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Sprachdaten, Videodaten oder andere Informationen handelt. Da Daten nur selten als Ganzes in ein Paket hineinpassen, werden sie vorab in einzelne, kleinere Datenpakete zerlegt. Anschließend werden die Pakete unabhängig voneinander verschickt. Das bietet den Vorteil, dass ein Paket nicht noch einmal geschickt werden muss, falls es verloren geht.

Als Datenpaket wird somit eine in sich geschlossene Dateneinheit bezeichnet, welche von einem Sender an einen Empf√§nger √ľbermittelt wird. Das Verfahren wird auch als Paketvermittlung bezeichnet. Struktur, Aufbau und Datenverschl√ľsselung der einzelnen Datenpakete werden durch das zugrunde liegende Netzwerkprotokoll definiert. Netzwerkprotokolle sind Kommunikationsprotokolle, die f√ľr den Austausch von Daten zwischen Computern oder Prozessen, welche in einem Netzwerk verbunden sind, zust√§ndig sind. Die beiden wichtigsten √úbertragungsprotokolle in diesem Zusammenhang sind das IP (Internet Protocol) und das TCP (Transmission Control Protocol). IP tr√§gt daf√ľr Sorge, dass ein Datenpaket sein Ziel erreicht, w√§hrend TCP die Daten√ľbertragung kontrolliert.

2. Wie funktioniert die Vermittlung von Datenpaketen?

2. Wie funktioniert die Vermittlung von Datenpaketen?

Bei der Paketvermittlung wird eine gr√∂√üere Menge an Daten in einzelne Datenpakete aufgeteilt und vermittelt. Als Vermittlungsschicht dient dabei das Internet Protocol. Dieses ist unter anderem f√ľr Adressierung, Routing und Transport der einzelnen Datenpakete zust√§ndig.

Noch vor dem Versenden wird das Datenpaket mit den wichtigsten Informationen versehen. Dazu geh√∂ren die Quell- und Zieladresse des Paketes, wodurch eine zuverl√§ssige Zustellung an den gew√ľnschten Empf√§nger gew√§hrleistet werden kann. Anschlie√üend werden die Pakete versandt, wobei sie das Internet als eigenst√§ndige und unabh√§ngige Dateneinheiten durchqueren. Es wird also verhindert, dass die Datenpakete √ľber dieselben Weiterleitungsknoten geroutet werden. Auf diese Weise wird eine m√∂glichst st√∂rungssichere und leitungsunabh√§ngige √úbermittlung der Daten sichergestellt.

Sobald die Datenpakete an der Zieladresse angekommen sind, werden sie in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengef√ľgt. Geht dabei ein Datenpaket verloren oder wurde es schlecht √ľbertragen, wird es erneut √ľbermittelt.

3. Wie ist ein Datenpaket aufgebaut?

3. Wie ist ein Datenpaket aufgebaut?

Der in einem Netzwerkprotokoll beschriebene Aufbau eines Datenpaketes enth√§lt alle notwendigen Informationen f√ľr den Datenaustausch. Ein Datenpaket setzt sich in der Regel aus drei Bestandteilen zusammen:

  • dem Header (Kopfdaten)
  • den Nutzdaten und
  • dem Trailer
    Aufbau eines Datenpakets

Der Header ist den Nutzdaten vorangestellt. Der Trailer, oft auch Footer genannt, bildet den Schlussteil des Datenpaketes. Während Header und Nutzdaten obligatorisch sind, ist der Trailer optional.

Die Kopfdaten eines zu √ľbertragenden Datenpaketes werden auch als Header bzw. IP-Header bezeichnet. Dieser enth√§lt die ben√∂tigten Verwaltungs- und Steuerinformationen. Dazu z√§hlen Adressinformationen (Quell- und Ziel-IP-Adresse), Kennungsangaben, Paketnummer und Paketstatus sowie die Sendefolge. Die Adressinformationen √ľber den Sender und Empf√§nger werden dazu ben√∂tigt, um ein Paket an das gew√ľnschte Ziel zu transportieren bzw. damit Nicht-Empf√§nger das Paket ignorieren.

Bei den Nutzdaten (auch Payload oder Nutzlast) handelt es sich um die Daten, die innerhalb eines Paketes eigentlich √ľbertragen werden sollen.

Der Trailer wird den Nutzdaten angeh√§ngt und √ľbernimmt die Fehlerpr√ľfung. Er enth√§lt neben Informationen zur Erkennung und Korrektur von √úbertragungsfehlern auch die sogenannte Pr√ľfsumme. Diese dient zur Nachvollziehung einer fehlerfreien √úbertragung.

Ist in jedem Datenpaket die vollständige Ziel-IP-Adresse enthalten, wird auch von einem Datagramm (IP Data Packet) gesprochen. Ein IP-Paket muss mindestens 20 Byte Header und 8 Byte Nutzdaten enthalten. Während Header und Trailer eine klar definierte Länge haben, kann die Nutzlast eines Datenpakets variabel sein. Die maximale Länge eines Paketes liegt jedoch bei 65.535 Byte, wobei davon meistens nur 1.500 Byte genutzt werden.

3. Datenpakete in der VoIP-Telefonie

3. Datenpakete in der VoIP-Telefonie

Das Prinzip einer paketvermittelten √úbertragung von Daten hat sich vor allem mit der Verbreitung von Computernetzwerken etabliert. In der klassischen Telefonie war es hingegen noch √ľblich, eine dedizierte Verbindung zwischen zwei Gespr√§chsteilnehmern herzustellen. Erst durch die Einf√ľhrung bzw. Etablierung der VoIP-Telefonie werden Telefonate zunehmend paketorientiert abgewickelt.

Bei der Voice- oder IP-Telefonie wird zwischen Datenpaketen zum Verbindungsauf- bzw. -abbau sowie den eigentlichen Sprachpaketen (Datenstrom) unterschieden. W√§hrend Protokolle wie SIP und H.323 f√ľr die Signalisierung zust√§ndig sind, wandeln bestimmte Codecs die analogen Sprachsignale in digitale Datenpakete um. Diese werden anschlie√üend als RTP-Pakete verpackt und mit einem IP-Header versehen. Nach der √úbertragung von einem Sender zum Empf√§nger werden die Pakete entschl√ľsselt, auf Vollst√§ndigkeit hin √ľberpr√ľft und in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengesetzt, sodass der Anwendung ein zusammenh√§ngender Datenstrom √ľbergeben wird.

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