Broadcast-Netze

Broadcast-Netze haben nur einen Übertragungskanal. Dieser wird von allen angeschlossenen Maschinen gemeinsam genutzt. Jede gesendete Nachricht bzw. gesendetes Paket wird also zwangsweise von allen angeschlossenen Maschinen empfangen. Der gewünschte Empfänger wird durch ein Adressfeld im Header des Pakets angegeben. Jeder Teilnehmer muss prüfen, ob das Paket für ihn bestimmt ist. Es auch möglich, durch einen speziellen Code im Adressfeld, eine Nachricht an beliebige Teilmengen der angeschlossenen Maschinen zu adressieren. Das Adressieren einer Nachricht an alle angeschlossenen Maschinen wird Broadcasting genannt. Falls es sich um eine echte Teilmenge handelt, wird es Multicasting genannt.

Abb. 1: Schematische Darstellung der Topologien von Broadcast-Netzwerken

Die bekanntesten Topologien für Broadcast-Netze sind (a) Busnetze und (b) Ringnetze, siehe Abb. 1. Aufgrund des gemeinsam genutzten Kabels kann in einem Busnetz jeweils nur ein Computer, der sogenannte Master, senden. Wenn zwei Computer gleichzeitig senden, entstehen Konflikte und die gesendeten Pakete werden zerstört. Ein Beispiel für solche Broadcast-Netze ist das bekannte Ethernet. Dieses überlässt die Konfliktsteuerung dem Zufall. Das bedeutet, falls ein Paket zerstört werden sollte, wird dieses nach zufälliger Zeit noch einmal gesendet, bis es fehlerfrei übertragen wurde. Hier werden auch schon die Probleme hinsichtlich der Übertragung digitalisierter Sprache deutlich. Wenn das Busnetz belastet ist, werden sehr viele Pakete zerstört. Die Sprachpakete können also nicht sicher übertagen werden und müssen eventuell mehrfach neu gesendet werden. Dies ist jedoch nicht akzeptabel für eine Echtzeitanwendung. Für Voice over IP ist es notwendig, dass alle Sprachpakete innerhalb einer bestimmten Zeit übertragen werden, sonst kann die Sprachwiedergabe nicht fehlerfrei fortgesetzt werden. In einem Ringnetz wird jede Nachricht von Computer zu Computer weiter übertragen, bis die Nachricht den gesamten Ring durchlaufen hat. Auch hier muss das gleichzeitige Senden durch mehrere Computer verhindert werden.
Um die Entstehung von Konflikten zu vermeiden, ist es möglich, den Computern Sendeintervalle zuteilen. Hier werden statische und dynamische Broadcast-Netze unterschieden. Bei der statischen Zuteilung bekommt jeder angeschlossene Computer feste Zeitscheiben zum Senden. Dies findet jedoch selten Anwendung, weil viel Kapazität verschwendet wird, wenn einige Hosts nur wenig oder gar nicht senden. Bei der dynamischen Zuzeilung werden die Zeitscheiben von einem spezillen Computer im Netzwerk (dem Master) vergeben. Jeder Computer, der senden will, muss dies vorher ''anmelden'' und bekommt vom Master Sendeintervalle zugeteilt. Mit dieser Methode wird das gleichzeitige Senden verhindert und die Netzwerkkapazität gut ausgenutzt.