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 unabhĂ€ngig 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 EmpfĂ€nger ĂŒbermittelt wird. Das Verfahren wird auch als Paketvermittlung bezeichnet. Struktur, Aufbau und DatenverschlĂŒsselung der einzelnen Datenpakete werden durch das zugrunde liegende Netzwerkprotokoll definiert. Netzwerkprotokolle sind Kommunikationsprotokolle, die fĂŒr den Austausch von Daten zwischen Computern oder Prozessen, welche in einem Netzwerk verbunden sind, zustĂ€ndig sind. Die beiden wichtigsten Übertragungsprotokolle in diesem Zusammenhang sind das IP (Internet Protocol) und das TCP (Transmission Control Protocol). IP trĂ€gt dafĂŒr Sorge, dass ein Datenpaket sein Ziel erreicht, wĂ€hrend TCP die DatenĂŒbertragung kontrolliert.

2. Wie funktioniert die Vermittlung von Datenpaketen?

2. Wie funktioniert die Vermittlung von Datenpaketen?

Bei der Paketvermittlung wird eine grĂ¶ĂŸere Menge an Daten in einzelne Datenpakete aufgeteilt und vermittelt. Als Vermittlungsschicht dient dabei das Internet Protocol. Dieses ist unter anderem fĂŒr Adressierung, Routing und Transport der einzelnen Datenpakete zustĂ€ndig.

Noch vor dem Versenden wird das Datenpaket mit den wichtigsten Informationen versehen. Dazu gehören die Quell- und Zieladresse des Paketes, wodurch eine zuverlĂ€ssige Zustellung an den gewĂŒnschten EmpfĂ€nger gewĂ€hrleistet werden kann. Anschließend werden die Pakete versandt, wobei sie das Internet als eigenstĂ€ndige und unabhĂ€ngige Dateneinheiten durchqueren. Es wird also verhindert, dass die Datenpakete ĂŒber dieselben Weiterleitungsknoten geroutet werden. Auf diese Weise wird eine möglichst störungssichere und leitungsunabhĂ€ngige Übermittlung der Daten sichergestellt.

Sobald die Datenpakete an der Zieladresse angekommen sind, werden sie in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengefĂŒgt. Geht dabei ein Datenpaket verloren oder wurde es schlecht ĂŒbertragen, wird es erneut ĂŒbermittelt.

3. Wie ist ein Datenpaket aufgebaut?

3. Wie ist ein Datenpaket aufgebaut?

Der in einem Netzwerkprotokoll beschriebene Aufbau eines Datenpaketes enthĂ€lt alle notwendigen Informationen fĂŒr 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. WĂ€hrend Header und Nutzdaten obligatorisch sind, ist der Trailer optional.

Die Kopfdaten eines zu ĂŒbertragenden Datenpaketes werden auch als Header bzw. IP-Header bezeichnet. Dieser enthĂ€lt die benötigten Verwaltungs- und Steuerinformationen. Dazu zĂ€hlen Adressinformationen (Quell- und Ziel-IP-Adresse), Kennungsangaben, Paketnummer und Paketstatus sowie die Sendefolge. Die Adressinformationen ĂŒber den Sender und EmpfĂ€nger werden dazu benötigt, um ein Paket an das gewĂŒnschte Ziel zu transportieren bzw. damit Nicht-EmpfĂ€nger das Paket ignorieren.

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

Der Trailer wird den Nutzdaten angehĂ€ngt und ĂŒbernimmt die FehlerprĂŒfung. Er enthĂ€lt neben Informationen zur Erkennung und Korrektur von Übertragungsfehlern auch die sogenannte PrĂŒfsumme. Diese dient zur Nachvollziehung einer fehlerfreien Übertragung.

Ist in jedem Datenpaket die vollstÀndige 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. WÀhrend Header und Trailer eine klar definierte LÀnge haben, kann die Nutzlast eines Datenpakets variabel sein. Die maximale LÀnge 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 Übertragung von Daten hat sich vor allem mit der Verbreitung von Computernetzwerken etabliert. In der klassischen Telefonie war es hingegen noch ĂŒblich, eine dedizierte Verbindung zwischen zwei GesprĂ€chsteilnehmern herzustellen. Erst durch die EinfĂŒhrung 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. WĂ€hrend Protokolle wie SIP und H.323 fĂŒr die Signalisierung zustĂ€ndig sind, wandeln bestimmte Codecs die analogen Sprachsignale in digitale Datenpakete um. Diese werden anschließend als RTP-Pakete verpackt und mit einem IP-Header versehen. Nach der Übertragung von einem Sender zum EmpfĂ€nger werden die Pakete entschlĂŒsselt, auf VollstĂ€ndigkeit hin ĂŒberprĂŒft und in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengesetzt, sodass der Anwendung ein zusammenhĂ€ngender Datenstrom ĂŒbergeben wird.

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