Datenübertragung ist ein wichtiger Bestandteil, wenn es um heutige Informationstechnik geht. Dabei ist es besonders wichtig, dass bestimmte Grundregeln fesgelegt werden, um eine nahtlose Kommunikation zu ermöglichen.

Der kommunikative Wilde Westen

Im Unterricht sollten wir eine Kommunikationsstrategie erstellen, um über das Netzwerk zu kommunizieren. Dabei muss eigentlich immer eine bestimmte Verfahrensweise beachtet werden, damit eine solche Kommunikationsstrategie funktioniert.

1. Der Sender muss den Beginn der Kommunikation anzeigen.
2. Der Beginn muss von der Gegenseite bestätigt werden.
3. Eine Nachricht kann vom Sender geschickt werden.
4. Der Empfänger muss anzeigen, ob ein Fehler in der Kommunikation aufgetreten ist.
5. Sollte kein Fehler aufgetreten sein, muss der Empfänger verstanden beziehungsweise nicht verstanden senden.
6. Soll die Kommunikation beendet werden, muss der das angezeigt und bestätigt werden.

Prüfverfahren

Beim Übertragen von Daten kann es vorkommen, dass Teile von Daten verloren gehen können. Aus diesem Grund hat man Prüfverfahren entwickelt, bei denen jedes Packet, das verschickt wird, auf Fehlerfreiheit überprüft wird.

Man unterscheidet dabei zwischen drei Prüfverfahren:

Paritätsbit

Beim Paritätsbit wird die Anzahl von Einsen in einer Menge aus Bits betrachtet. Sollte die Anzahl der Einsen gerade sein, so wird eine 0 angehängt. Andernfalls wird eine 1 angehängt.

Prüfsumme

Zuerst wird die Quersumme der Menge an Bits berechnet. Für ein beliebiges n > 1 wird dann die Quersumme modulo n berechnet. Das Ergebnis wird ebenfalls in Binärer Form an die Datenmenge angehängt.

gewichtete Prüfsumme

Nachdem man jeden Bit in der Menge mit einer Gewichtung versehen hat, kann man diese Gewichtung in die Quersumme mit einfließen lassen. Wie bei der Prüfsumme wird nun mit einem beliebigen n > 1 die Modulo Operation durchgeführt.

Beispiel

Gewichtung	8	4	2	1
Bit	1	0	0	1

Die mit der Gewichtung berechnete Quersumme wäre dann 8 x 1 + 1 x 1 = 9. Für n=4 wäre also 1 der Wert, den man anhängen müsste.

Hauptsächlich sind zwei Fehler bei der Übertragung von Bits ausschlaggebend.

1. Bitflip
2. Vertauschen von Bits

Bitflip

Bei einem Bitflip wird eine Stelle in einem Byte gewechselt. Das bedeutet, dass an einer Stelle eine 1 mit einer 0, beziehungsweise eine 0 mit einer 1 vertauscht wird.

Aus 11010010 könnte dann beispielsweise 11010011 werden.

Vertauschen von Bits

Beim Vertauschen von Bits werden zwei Stellen im Byte miteinander vertauscht.

Aus 11010010 könnte dann beispielsweise 11010001 werden.

Vergleich

Verfahren	Bitflip	Vertauschen von Bits
Paritätsbit	✓	✘
Prüfsumme	✓	✘
gewichtete Prüfsumme	✓	✓*

*unter bestimmten Umständen kann der Rest bei einer Menge an vertauschten und nicht vertauschten Bits gleich sein. Daher ist es durchaus möglich, dass dieser Fehler nicht erkannt wird. Unter anderem darf keine der Gewichtungen durch n teilbar sein.