Netzwerk-Grundlagen, Teil 1

Rahmenerstellung

Die Übertragung von Bits ist stets auch bis zu einem gewissen Grad fehleranfällig. Neben den bereits besprochenen Synchronisationsfehlern können einzelne Bits falsch dekodiert werden. Solche Fehler sind in einem kontinuierlichen Datenstrom nicht zu erkennen. Es ist daher wichtig, den Datenstrom zu strukturieren und durch Zusatzinformationen unempfindlich gegen Störungen zu machen. Weiterhin ist bei Rechnernetzen die kontinuierliche Übertragung eher die Ausnahme. Bei typischen Anwendungen (zum Beispiel Surfen im Internet) wechseln sich Phasen von Datenübertragungen - aus Sicht des Kommunikationskanals - mit Ruhephasen ab. Daher muss der Beginn einer neuen Übertragung kenntlich gemacht werden.

Aus diesen Gründen werden mehrere Bits oder Bytes zusammengefasst, um entsprechende Informationen ergänzt und als Einheit übertragen. Man spricht dann von Rahmen oder Frames. Dabei ist zwischen Byte-orientierten und Bit-orientierten Protokollen zu unterscheiden, je nach dem, ob Bytes oder Bits als kleinste Bausteine für einen Frame zum Einsatz kommen.

Bei klassischen Kommunikationsanwendungen wie Telefonie ist die Übertragungsrate fest, so dass sich der Datenstrom gut in eine Reihe gleich großer Rahmen aufteilen lässt. Wenn eventuell am Ende der Übertragung ein Rahmen nicht mehr komplett gefüllt wird, kann man problemlos mit Nullen auffüllen. Die dadurch entstehende kleine Pause stört nicht. Demgegenüber ist die Rechnerkommunikation durch starke Schwankungen in der Übertragungsrate gekennzeichnet. Außerdem ist das Auffüllen des letzten Rahmens beispielsweise beim Kopieren einer Datei nicht akzeptabel. Daher werden in der Regel Rahmenformate für eine variable Anzahl von Daten eingesetzt. Hierzu muss der Sender dem Empfänger mitteilen, wie viele Daten im aktuellen Rahmen enthalten sind. Zwei Verfahren werden dazu benutzt: Verwendung einer Endmarkierung oder explizite Angabe der Anzahl der Daten. Zusammengefasst lassen sich daher folgende Methoden der Rahmenbildung unterscheiden:

  • Feste Anzahl von Nutzdaten

  • Variable Anzahl von Nutzdaten

  • Markierung des Endes der Nutzdaten

  • Angabe der Anzahl der Nutzdaten im aktuellen Frame

Im Folgenden diskutieren wir am Beispiel von Byte-orientierten Protokollen die beiden Verfahren zur Erstellung von Rahmen mit einer variablen Anzahl von Daten-Bytes.