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Segmentierung von Nachrichten

Die Kenntnis des OSI-Referenzmodells und des TCP/IP-Protokollmodells wird sich als nützlich erweisen, wenn Sie erfahren, wie Daten auf ihrem Weg durch ein Netzwerk gekapselt werden. Es ist nicht so einfach wie ein physischer Brief, der über das Mailsystem verschickt wird.

Theoretisch könnte eine einzelne Kommunikation, wie z.B. ein Video oder eine E-Mail-Nachricht mit vielen großen Anhängen, als ein massiver, ununterbrochener Bitstrom über ein Netzwerk von einer Quelle zu einem Ziel gesendet werden. Dies würde jedoch Probleme für andere Geräte verursachen, die dieselben Kommunikationskanäle oder Links verwenden müssen. Diese großen Datenströme würden zu erheblichen Verzögerungen führen. Außerdem würde bei einem Ausfall einer Verbindung in der zusammengeschalteten Netzwerkinfrastruktur während der Übertragung die gesamte Nachricht verloren gehen und müsste vollständig neu übertragen werden.

Ein besserer Ansatz besteht darin, die Daten in kleinere, leichter zu handhabende Stücke zu unterteilen, die über das Netzwerk gesendet werden können. Bei der Segmentierung wird ein Datenstrom für die Übertragung über das Netzwerk in kleinere Einheiten aufgeteilt. Die Segmentierung ist notwendig, weil Datennetzwerke die TCP/IP-Protokollsuite verwenden und Daten in einzelnen IP-Paketen senden. Jedes Paket wird separat verschickt, ähnlich wie ein langer Brief als eine Reihe einzelner Postkarten. Pakete, die Segmente für dasselbe Ziel enthalten, können über verschiedene Pfade gesendet werden.

Dies führt dazu, dass die Segmentierung von Nachrichten zwei Hauptvorteile hat:

• Erhöhte Geschwindigkeit - Da ein großer Datenstrom in Pakete segmentiert wird, können große Datenmengen über das Netzwerk gesendet werden, ohne eine Kommunikationsverbindung zu binden. Dadurch können viele verschiedene Gespräche im Netzwerk verschachtelt werden, was als Multiplexing bezeichnet wird.
• Erhöht die Effizienz - Wenn ein einzelnes Segment aufgrund eines Netzwerkfehlers oder einer Netzwerküberlastung sein Ziel nicht erreicht, muss nur dieses Segment erneut übertragen werden, anstatt den gesamten Datenstrom erneut zu senden. 

Sequenzierung

Die Herausforderung bei der Verwendung von Segmentierung und Multiplexing zur Übertragung von Nachrichten über ein Netzwerk liegt in der Komplexität, die dem Prozess hinzugefügt wird. Stellen Sie sich vor, Sie müssten einen 1000-seitigen Brief versenden, aber jeder Umschlag könnte nur eine Seite enthalten. Daher wären 1000 Umschläge erforderlich, und jeder Umschlag müsste einzeln adressiert werden. Es ist möglich, dass der 1000-seitige Brief in 1000 verschiedenen Umschlägen nicht in der richtigen Reihenfolge eintrifft. Folglich müssten die Informationen im Umschlag eine laufende Nummer enthalten, um sicherzustellen, dass der Empfänger die Seiten in der richtigen Reihenfolge wieder zusammensetzen kann.

Bei der Netzwerkkommunikation muss jedes Segment der Nachricht einen ähnlichen Prozess durchlaufen, um sicherzustellen, dass es an den richtigen Bestimmungsort gelangt und wieder in den Inhalt der ursprünglichen Nachricht eingefügt werden kann, wie in der Abbildung gezeigt. TCP ist für die Sequenzierung der einzelnen Segmente verantwortlich.

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