Probleme beim Datentransfer über einen Bus

Gemeinsames Übertragungsmedium

Die einfachste Möglichkeit, Rechner miteinander zu verbinden, besteht darin, geeignete Schnittstellen der beiden Rechner direkt mit einem Kabel zu verbinden.

Wenn mehrere Rechner auf diese Weise miteinander vernetzt werden sollen, entsteht das Problem, dass die einzelnen Rechner viele Schnittstellen benötigen.

In der Praxis werden Rechner daher häufig über ein gemeinsamen Übertragungsmedium miteinander verbunden.

Eine solche Verbindungsstruktur mit einem gemeinsamen Übertragungsmedium wird auch Broadcast-Netz genannt.

Diese Verbindungsstruktur wird meist in lokalen Netzwerken (wie Computerräumen von Schulen) benutzt. Durch das gemeinsame Übertragungsmedium Luft ist dies prinzipbedingt auch in Funknetzen der Fall.

Quelle: Wikimedia Commons

In solchen lokalen Netzwerken mit gemeinsamem Übertragungsmedium besteht ein weiteres Grundproblem der Datensicherung darin, den Zugriff auf das Übertragungsmedium zu regeln: Wer darf wann senden? Wie verhalten sich die Kommunikationsteilnehmer bei Zugriffskonflikten?

Experimente mit einem Datenbus

Folgende Situation soll im Experiment durchgespielt werden:

Mehrere Rechner sind an eine gemeinsam zu benutzende Übertragungsleitung (einen sogenannten Datenbus) angeschlossen.

Eine solche Situation kann man mit einem selbst gebauten Buskabel herstellen. Das in der Abbildung zu sehende Buskabel hat 4 Stecker, die mit seriellen Schnittstellen von Rechnern verbunden werden können.

Eine genauere Beschreibung und Bauanleitung zu dem gezeigten Bus findest du hier: Exkurs - Materialien zur Kommunikation über die serielle Schnittstelle.

Zum Experimentieren benutzen wir zunächst das Transceiver-Programm.

Aufgabe 1

Verbinde mehrere Rechner über die serielle Schnittstelle an ein Buskabel. Kontrolliere, ob der Portbezeichner im Transceiver-Programm richtig vorgegeben ist. Starte das Transceiver-Programm auf allen Rechnern, die mit dem Buskabel verbunden sind.

(a) Wer empfängt die Daten, die von einem Rechner gesendet werden?

(b) Was geschieht, wenn mehrere Rechner gleichzeitig senden?

(c) Welche Probleme müssen gelöst werden, um einen geregelten Datentransport von einem Rechner zu einem anderen Rechner über ein gemeinsam zu nutzendes Transportmedium zu realisieren?

Aufgabe 2

An einem Tisch befinden sich mehrere Personen, die miteinander kommunizieren wollen.

Quelle: Wikimedia Commons

(a) Inwieweit entspricht diese Situation der oben gezeigten Bus-Situation? Beschreibe möglichst genau die Analogien.

(b) Wie werden die hier entstehenden Kommunikationsprobleme gelöst? Wie macht Person A klar, dass sie etwas zu Person C sagen möchte? Wie gehen Personen mit der Schwierigkeit um, wenn mehrere gleichzeitig mit dem Reden anfangen? Wie gehen Personen mit der Situation um, wenn sie etwas nicht richtig verstanden haben?