Daten in Paketen


Ronald Davies	Paul Baran

Wie kann man Informationen über ein Netz übertragen? Das herkömmliche Telefonnetz scheint dafür wenig geeignet. Hat es doch gleich eine ganze Reihe von Nachteilen: Das Telefonnetz ist auf Grund seiner zentralistischen Struktur sehr störanfällig. Zudem lassen sich Telefonleitungen nicht nach Belieben zusammenschalten. Die Leitungsqualität sinkt mit der Anzahl der zusammengeschalteten Leitungen. Hinzu kommen die völlig unterschiedliche Art der Kommunikation: Wenn jemand angerufen wird, baut er mit seinem Gegenüber eine feste Verbindung auf, die er die ganze Zeit über aufrecht erhält, bis er sein Gespräch beendet hat. Ein Computer aber sendet Daten schubweise. Würde man die Netzwerkkommunikation über eine Telefonleitung abwickeln wäre das in etwa so, als würde man beim Telefonieren stundenlang nicht auflegen. Immer, wenn jemandem etwas einfiele, würde derjenige dann zu sprechen beginnen. Eine totale Verschwendung von Leitungskapazitäten.

Der britische Wissenschaftler Donald Davies entwickelte daher das "Packet Switching". Eine Nachricht wird dabei in kleine Teile zerteilt, die er Pakete nannte. Damit ließen sich Netzwerkressourcen erheblich besser nutzen. Als er diese Technik einem Fachpersonal vorstellte, erfuhr er, dass eine solche Technik in den USA bereits entwickelt wurde.

1964 plagte die US Airforce die Sorge um ihre Kommunikationseinrichtungen. Es wurde befürchtet, dass die Kommunikation im Falle eines Angriffs der Sowjets zusammenbrechen würde. Paul Baran entwickelte eine mit Davies' Paketvermittlung vergleichbare Technik. Bei ihm hießen die Pakete allerdings Datagramme.

Schemazeichnung

Baran machte sich Gedanken über verschiedene Arten von Netzwerken. In einem zentralisierten Netzwerk (A) sind alle Rechner mit einem Hauptrechner verbunden. Diese Netzwerkform ist sehr störanfällig. Fällt der Hauptrechner aus, ist das Netz komplett zerstört. Eine Alternative ist ein verteiltes Netzwerk (C). Dabei ist jeder Computer mit den ihm umgebenden verbunden. Fällt hier ein Rechner aus, sind alle anderen immer noch verbunden und können miteinander kommunizieren. Diese Netzwerkform ist sehr sicher, aber auch sehr teuer. Nach seinen Berechnungen würde es ein Netz ausreichend robust sein, wenn jeder Rechner mit 3 anderen in Verbindung stünde.

Hinzu kam seine Idee der Datagramme. Eine Information wird also in kleine Teile zerteilt, die dann einzeln über das Netz übertragen werden. Das Datagramm sucht sich einen Weg durch das Netz. Dafür führt jeder Rechner Tabelle, in der festgehalten ist, an welchen Rechner ein Datagramm geschickt werden muss, um sein Ziel möglichst zügig zu erreichen. Diese Tabelle nennt man Routingtabelle. Die Route zu seinem Ziel ist also im Voraus nicht bekannt. Der Zielrechner sammelt alle Datagramme, bestätigt ihren Empfang und setzt sie wieder zusammen. Erreicht ein Datagramm sein Ziel nicht, erfolgt keine Bestätigung des Zielrechners und das Datagramm wird erneut versendet.

Das von Baran angedachte Netzwerk wurde jedoch nie eingerichtet. Das hatte mehrere Gründe. Zum einen, wollte das US-Verteidigungsministerium ein Netz für alle Streitkräfte einrichten. Zum anderen stieß das Projekt auf die Ablehnung der American Telephone & Telegraph Company (AT&T). Die Telefongesellschaft war der Meinung, das Telefonnetz mit seiner Leitungsvermittlung wäre sicher. In den 60er-Jahren hatte AT&T das komplette amerikanische Telefonnetz unter Kontrolle. Wenn AT&T eine Technik ablehnte war sie nahezu zum Scheitern verurteilt.

Die Überlegungen von Davies und Baran waren aber nicht umsonst. Die Technik, die später "Packet Switching" genannt wurde, wurde im Arpanet und letztlich im Internet umgesetzt. Die Begriffe "Packet Switching" (Paketvermittlung) und "Packet" wurden übrigens von Davies übernommen. Warum nicht die Begriffe von Baran? Nun. An Datagramm anstelle von Paket hätte man sich noch gewöhnen können. Aber anstatt "Packet Switching" schlug er das Ungetüm "Distributed adoptive message blockswitching" vor.