In der Telekommunikation werden Nachrichten bei der Vermittlung vollständig, Schritt für Schritt, weitergeleitet. Sie entwickelte sich aus der Leitungsvermittlung und war der Vorläufer der Paketvermittlung . [ 1 ]

Ein Beispiel für Nachrichtenvermittlung ist E-Mail , bei der die Nachricht über verschiedene Zwischenserver zum Mailserver geleitet und dort gespeichert wird. Im Gegensatz zur Paketvermittlung wird die Nachricht nicht in kleinere Einheiten zerlegt und unabhängig voneinander über das Netzwerk versendet.

Geschichte

Western Union betrieb in den 1950er Jahren ein Nachrichtenvermittlungssystem, Plan 55-A , zur Verarbeitung von Telegrammen . [ 2 ] Leonard Kleinrock verfasste 1962 am Massachusetts Institute of Technology eine Doktorarbeit , in der er die Wartezeiten in diesem System analysierte. [ 3 ]

Die Nachrichtenvermittlungsanlage wurde von der Collins Radio Company in Newport Beach, Kalifornien, im Zeitraum von 1959 bis 1963 für den Verkauf an große Fluggesellschaften, Banken und Eisenbahnen gebaut.

Der ursprüngliche Entwurf für das ARPANET basierte auf Wesley Clarks Vorschlag vom April 1967, Schnittstellen-Nachrichtenprozessoren (IMPs) für den Aufbau eines Nachrichtenvermittlungsnetzwerks zu verwenden. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Nach dem wegweisenden Treffen beim ersten ACM- Symposium über Betriebssystemprinzipien im Oktober 1967, bei dem Roger Scantlebury die Arbeit von Donald Davies vorstellte und auf die Arbeiten von Paul Baran Bezug nahm , integrierte Larry Roberts die Paketvermittlung in den Entwurf. [ 7 ]

Das SITA High-Level Network (HLN) nahm 1969 seinen Betrieb auf und verarbeitete den Datenverkehr für Fluggesellschaften in Echtzeit über ein nachrichtenvermitteltes Netzwerk auf gemieteten Leitungen von Telekommunikationsunternehmen . [ 8 ] [ 9 ] Es war so konzipiert, dass es wie ein paketvermitteltes Netzwerk funktionierte. [ 10 ]

Nachrichtenvermittlungssysteme werden heutzutage hauptsächlich über paket- oder leitungsvermittelte Datennetze realisiert . Jede Nachricht wird als separate Einheit behandelt. Sie enthält Adressinformationen, die an jedem Vermittlungspunkt ausgelesen und der Übertragungsweg zum nächsten Vermittlungspunkt festgelegt werden. Je nach Netzwerkbedingungen werden mehrere Nachrichten möglicherweise nicht über denselben Weg übertragen. Jede Nachricht wird (aufgrund von RAM-Beschränkungen üblicherweise auf der Festplatte) gespeichert, bevor sie an den nächsten Vermittlungspunkt weitergeleitet wird. Daher spricht man auch von einem „Store-and-Forward“-Netzwerk. E-Mail ist ein gängiges Anwendungsbeispiel für Nachrichtenvermittlung, da eine Verzögerung bei der Zustellung akzeptabel ist.

Beispiele

Hop-by-Hop- Telex- Weiterleitung und UUCP sind Beispiele für Nachrichtenvermittlungssysteme.

Bei dieser Vermittlungsform wird keine physische Verbindung zwischen Sender und Empfänger hergestellt. Stattdessen wird der vom Sender zu sendende Datenblock zunächst in der ersten Vermittlungsstelle ( Router ) gespeichert und anschließend schrittweise weitergeleitet. Jeder Block wird als Ganzes empfangen, auf Fehler geprüft und dann weitergeleitet oder erneut gesendet.

Es handelt sich um eine Form des Store-and-Forward-Netzwerks. Daten werden in das Netzwerk eingespeist und in einem Switch gespeichert. Das Netzwerk überträgt die Daten von Switch zu Switch, sobald es zeitlich passt; die Datenübertragung erfolgt also nicht in Echtzeit. Blockierungen sind ausgeschlossen, jedoch können längere Verzögerungen auftreten. Quell- und Zielgerät müssen nicht kompatibel sein, da die Konvertierung durch die Vermittlungsstellen erfolgt.

Ein Nachrichtenvermittler ist transaktionsorientiert . Er kann Daten speichern, deren Format und Bitrate ändern und die Daten am Empfangsende wieder in ihre ursprüngliche oder eine völlig andere Form umwandeln. Nachrichtenvermittlung multiplexiert Daten aus verschiedenen Quellen auf einer gemeinsamen Infrastruktur. Ein Nachrichtenvermittler ist eine der Vermittlungstechnologien.

Speicher- und Weiterleitungsverzögerungen

Da beim Message Switching jede Nachricht an Zwischenknoten vollständig gespeichert wird, bevor sie weitergeleitet wird, entsteht eine Ende-zu-Ende-Verzögerung, die von der Nachrichtenlänge und der Anzahl der Zwischenknoten abhängt. Jeder zusätzliche Zwischenknoten führt zu einer Verzögerung, die mindestens der minimalen Übertragungsverzögerung in den oder aus diesem Knoten entspricht. Zu beachten ist, dass Knoten aufgrund unterschiedlicher Verbindungstechnologien unterschiedliche Übertragungsverzögerungen für eingehende und ausgehende Nachrichten aufweisen können. Diese Übertragungsverzögerungen kommen zusätzlich zu den Ausbreitungsverzögerungen hinzu, die entlang des Nachrichtenpfads auftreten.

In einer Nachrichtenvermittlungsstelle geht eine eingehende Nachricht nicht verloren, wenn die benötigte ausgehende Verbindung belegt ist. Sie wird zusammen mit anderen Nachrichten für dieselbe Verbindung in einer Warteschlange gespeichert und erneut gesendet, sobald die benötigte Verbindung frei ist. Die Nachrichtenvermittlung ist somit ein Beispiel für ein Verzögerungssystem oder ein Warteschlangensystem. Sie wird nach wie vor für den Telegrafenverkehr eingesetzt, und eine modifizierte Form davon, die sogenannte Paketvermittlung, findet breite Anwendung in der Datenkommunikation.

Vorteile

Die Vorteile der Nachrichtenvermittlung sind:

  • Die Datenkanäle werden von mehreren Kommunikationsgeräten gemeinsam genutzt, wodurch die Bandbreitennutzung verbessert wird.
  • Bei Netzwerküberlastung können Nachrichten vorübergehend an Nachrichtenvermittlungsstellen gespeichert werden.
  • Prioritäten können zur Steuerung des Netzwerkverkehrs verwendet werden.
  • Broadcast-Adressierung nutzt die Bandbreite effizienter, da die Nachrichten an mehrere Ziele gleichzeitig zugestellt werden.
Speicher- und Weiterleitungsverzögerungen

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Davies, Donald Watts (1979). Computernetzwerke und ihre Protokolle . Internet Archive. Chichester, [Eng.] ; New York: Wiley. S.  456–477 . ISBN 9780471997504Die
  2. ^ Transfilm (1956), Telegramm für Amerika , abgerufen am 16.03.2021
  3. ^ Kleinrock, Leonard (Dezember 1962). Message Delay in Communication Nets with Storage (Dissertation) (PDF) (Dissertation). Cambridge: Massachusetts Institute of Technology.
  4. ^ Press, Gil. „Eine sehr kurze Geschichte des Internets und des Webs“ . Forbes . Abgerufen am 7. Februar 2020. Roberts ’ Vorschlag, alle Host-Computer direkt miteinander zu verbinden, fand keine Zustimmung. Wesley Clark schlug Roberts vor, das Netzwerk mit identischen Kleinrechnern zu verwalten, die jeweils an einen Host-Computer angeschlossen sind. Roberts akzeptierte den Vorschlag und nannte die für die Netzwerkadministration vorgesehenen Kleinrechner „Interface Message Processors“ (IMPs). Aus ihnen entwickelten sich später die heutigen Router.
  5. ^ „SRI Project 5890-1; Networking (Reports on Meetings).[1967]“ . web.stanford.edu . Abgerufen am 15. Februar 2020. Der Vorschlag von W. Clark zum Nachrichtenaustausch (beigefügt zu Taylors Brief vom 24. April 1967 an Engelbart) wurde geprüft.
  6. ^ Roberts, Lawrence (1967). „Mehrere Computernetzwerke und Intercomputerkommunikation“ ( PDF) . Mehrere Computernetzwerke und Intercomputerkommunikation . S.  3.1–3.6 . doi : 10.1145/800001.811680 . S2CID 17409102. Somit würde die Menge der IMPs zusammen mit den Telefonleitungen und Datensätzen ein Nachrichtenvermittlungsnetzwerk bilden . 
  7. ^ Press, Gil. „Eine sehr kurze Geschichte des Internets und des Webs“ . Forbes . Abgerufen am 30. Januar 2020 .
  8. ^ Chrétien, G. J.; König, W. M.; Rech, J. H. (1973). „Das SITA-Netzwerk“ . Tagungsband des NATO Advanced Study Institute on Computer Communication Networks . Sussex, Vereinigtes Königreich: Noordhoff International Publishing. S.  373–396 . Archiviert vom Original am 20. Oktober 2013.
  9. ^ Roberts, Dr. Lawrence G. (November 1978). „Die Entwicklung der Paketvermittlung“ . Archiviert vom Original am 24. März 2016. Abgerufen am 5. September 2017. Fast unmittelbar nach dem Treffen von 1965 entwarf Donald Davies die Details eines Store-and-Forward-Paketvermittlungssystems .
  10. ^ Roberts, Dr. Lawrence G. (November 1978). „Die Entwicklung der Paketvermittlung“ . Archiviert vom Original am 24. März 2016. Abgerufen am 5. September 2017. Fast unmittelbar nach dem Treffen von 1965 entwarf Donald Davies die Details eines Store-and-Forward-Paketvermittlungssystems .

Weiterführende Literatur

  • Leonard Kleinrock, Informationsfluss in großen Kommunikationsnetzen , (MIT, Cambridge, 31. Mai 1961) Vorschlag für eine Dissertation
  • Leonard Kleinrock. Informationsfluss in großen Kommunikationsnetzen (RLE-Vierteljahresbericht, Juli 1961)
  • Roshan L. Sharma, „Ein Ansatz zur Bewertung digitaler computergesteuerter Nachrichtenvermittlungssysteme“, IFIP Congress65, New York, Mai 1965.