imported>Neutronstar2 am 13. August 2023 um 21:50 Uhr

2023-08-13T21:50:58Z

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{{Belege|Weiterführende Fachliteratur fehlt}}
Unter '''synchroner Kommunikation''' versteht man in der [[Informatik]] und [[Rechnernetz|Netzwerktechnik]] einen Modus der [[Interprozesskommunikation|Kommunikation]], bei dem die Kommunikationspartner ([[Prozess (Computer)|Prozesse]]) beim Senden oder beim Empfangen von [[Daten]] immer [[Synchronisation|synchronisieren]], also ''warten'' (''blockieren''), bis die Kommunikation abgeschlossen ist. Wird sowohl beim Senden als auch beim Empfangen gewartet (der Sender stellt also eine ''Anfrage'' und wartet auf Antwort), so entspricht das einem ''[[Rendezvous (Informatik)|Rendezvous]]'' der beiden beteiligten Prozesse.

Das Blockieren des Prozesses wird intern durch geeignete Mechanismen zur [[Prozesssynchronisation]] erreicht. Damit geht die Synchronisierung über die reine [[Transaktion (Informatik)|Transaktionsorientierung]] hinaus. Das Senden und Empfangen von Daten ohne Blockieren des Prozesses bezeichnet man als [[Asynchrone Kommunikation]]. Auch diese lässt einen transaktionsorientierten Betrieb zu.

Die synchrone Kommunikation sollte nicht mit dem Begriff der ''[[synchrone Datenübertragung|synchronen Datenübertragung]]'' verwechselt werden, der sich auf [[Medienzugriffsverfahren]] bezieht.

== Synchroner Empfangsmodus ==
Das Warten auf den ''Empfang'' (blockierender Empfang) von Daten nennt man auch ''„blocking read“'' oder ''„synchronous receive“''. Es entspricht dem Verhalten eines Konsumenten einer [[Warteschlange (Datenstruktur)|Warteschlange]] bzw. dem Verhalten eines Prozessors eines [[Datenstrom]]s: Der Prozess besteht im Wesentlichen aus einer [[Schleife (Programmierung)|Schleife]], die wartet, bis Daten vorhanden sind, diese verarbeitet und dann wieder wartet. Die Verarbeitung der empfangenen Daten kann auch darin bestehen, dass ''Behandlungsroutinen'' für bestimmte Arten von Daten aufgerufen werden. Das entspricht der [[Semantik]] einer [[Ereignis (Programmierung)|Ereignisbehandlung]].

Beim nicht-blockierenden Empfang (''„non-blocking read“'', ''„asynchronous receive“'') gibt dagegen der Befehl zum Empfang von Daten einfach einen Fehler zurück, wenn keine Daten im [[Puffer (Informatik)|Eingangspuffer]] liegen. Der Prozess würde dann einfach in regelmäßigen Abständen prüfen, ob Daten vorliegen, und sich sonst anderen Aufgaben widmen (zum Beispiel der Kommunikation mit einem dritten Prozess).

Ein weiterer Modus zum Empfang von Daten sind [[Guarded Statements]] nach [[Leslie Lamport]]: Hier wartet der Empfänger nicht auf Daten von einem bestimmten, sondern von ''irgendeinem'' Datenstrom, so dass ein einzelner Prozess mehrere Datenströme parallel bedienen kann. Der Empfang ist dann synchron in Bezug auf ein ''„Bündel“'' von anderen Prozessen, nicht in Bezug auf einen einzelnen Prozess. Diese Technik wird vor allem in [[Server]]n verwendet.

== Synchrone Anfrage ==
Häufig werden Daten im Sinne einer ''Anfrage'' übertragen ([[Client-Server-System]]), auf die sofort eine Antwort erwartet wird. In diesem Fall sendet der [[Client]]-Prozess eine Anfrage und ''wartet'' (''blockiert'') so lange, bis eine Antwort vom [[Server]] kommt – man spricht auch von ''eng gekoppelten Prozessen'' oder ''[[Rendezvous (Informatik)|Rendezvous]]''-Semantik. Das Ausbleiben einer Antwort wird dann nach einer gewissen Zeit ([[Timeout (Netzwerktechnik)|Timeout]]) als Fehler betrachtet. Häufig wird jedoch einige Male eine erneute Übertragung der Anfrage versucht (''retry''), bevor endgültig ein Fehler gemeldet wird, besonders wenn der zugrundeliegende [[Kanal (Informationstheorie)|Kanal]] ''unzuverlässig'' ist.

Diese [[Semantik]] wird von den gängigen [[Client-Server]]-[[Netzwerkprotokoll|Protokollen]] verwendet, und für den direkten [[Funktion (Programmierung)|Funktionsaufruf]] in anderen Prozessen ([[Remote Procedure Call]]). Wird als Antwort einer Anfrage nur eine ''Bestätigung'' erwartet, so kann man den Ablauf als ein einfaches ''blockierendes Versenden'' betrachten.

Eine Alternative zu der synchronen [[Semantik|Aufrufsemantik]] wäre es, gar keine Antwort zu erwarten. Dabei hängt es von der zugrundeliegenden [[Schichtenmodell|Netzwerkschicht]] ab, ob sichergestellt ist, dass der Empfänger die Daten tatsächlich erhalten hat. Im Allgemeinen ist diese Sicherheit aber nicht gegeben, besonders nicht bei einer Übertragung über ein [[Computernetzwerk|Netzwerk]].

Eine weitere Möglichkeit ist die ''asynchrone Anfrage'': Nach dem Versenden einer Nachricht arbeitet der Prozess zunächst weiter und prüft (möglicherweise neben anderen Tätigkeiten) immer wieder, ob [[Nachricht]]en von anderen Prozessen eingegangen sind. Diese Nachrichten werden dann bearbeitet, es wird nicht zwischen „Anfragen“ und „Antworten“ unterschieden. Dies nennt man auch eine ''lose Kopplung'' der Prozesse.

== Kommunikation zwischen ICs ==
Bei der Kommunikation zwischen verschiedenen Chips spricht man von synchroner Kommunikation, wenn ein [[Clock-Signal]] benutzt wird, um Sender und Empfängersignal miteinander zu synchronisieren (um ein Auseinanderdriften in die Asynchronität zu vermeiden).

Das Auseinanderdriften von Signalen kann auch über andere Strategien verhindert werden (z. B. [[Bitstuffing]]); dies wird aber meist bei asynchroner Kommunikation eingesetzt.

== Beispiele für synchrone Kommunikationsvarianten ==
* [[Remote Method Invocation | RMI]]
* [[Remote Procedure Call | RPC]]
* [[http]]

== Beispiele für synchrone Kommunikation zwischen Personen ==
Zur synchronen Kommunikation zählen z. B. folgende Kommunikationsformen bzw. -techniken:
* herkömmliche Telefonie (bspw. [[Mobilfunk]], [[Festnetz]]). In der [[IP-Telefonie]] kann bereits Asynchronität eintreten (bei geringer Qualität des Dienstes, [[QoS]]).
* Instant Messaging
* IRC-Chats
* Web-Chats
* Internet-Videokonferenzen

== Siehe auch ==
* [[Asynchrone Kommunikation]]

[[Kategorie:Rechnernetze]]
[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]

Synchrone Kommunikation - Versionsgeschichte

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