Was ist Gegendruck?

Gegendruck ist normalerweise ein Maß für den Strömungswiderstand und den Druck in einem Rohr. Eine fluidische Substanz, wie eine Flüssigkeit oder ein schweres Gas, bewegt sich mit der höchsten Geschwindigkeit, die ihr Zustand erlaubt, durch ein Rohr. Wenn sich die Bedingungen des Rohrs ändern, wie z. B. eine Verengung oder Biegung, wird die Flüssigkeit im Rohr langsamer, um sich an die neue Umgebung anzupassen. In der Computertechnik ist Gegendruck eine Ansammlung von Daten in einem Netzwerk-Switch.

Die widerstandsbasierte Version des Gegendrucks ist häufiger und sehr irreführend. Der eigentliche Begriff bezieht sich auf den Widerstand, der erzeugt wird, wenn ein Rohr die Konfiguration ändert, nicht auf die momentane Druckänderung dahinter. Die Druckänderung wird typischerweise als Fluidhammer bezeichnet.

Wenn sich eine fluidische Substanz durch ein Rohr bewegt, baut sie viel kinetische Energie und Trägheit auf. Wenn diese Energie auf eine Wand trifft, prallt sie wie Wellen zurück, wenn sie den Rand einer Tasse erreichen. Dies hat zwei wesentliche Auswirkungen. Erstens erhöht es kurzzeitig den Druck im Rohr, wenn die fluidische Substanz zum ersten Mal auf die Änderung trifft. Der zweite Effekt ist die Verlangsamung der Bewegung der gesamten Flüssigkeit im Rohr, vom Wechsel bis zurück zur Quelle.

Der erste Effekt wird allgemein als Flüssigkeitsschlag oder Wasserschlag bezeichnet, wenn es speziell um Wasser geht. Wenn die Flüssigkeit auf die Veränderung trifft, prallt sie auf die Flüssigkeit zurück, die versucht, durch das Rohr zu kommen. Dadurch wird die in diesem kleinen Rohrabschnitt vorhandene Flüssigkeit und dadurch der Druck erhöht. Dies ist eine vorübergehende Änderung, die endet, sobald die Flüssigkeit beginnt, auf natürliche Weise um den Rohrbogen herum zu fließen, und an dieser Biegung nicht erneut auftritt, solange die Flüssigkeit kontinuierlich fließt.

Der zweite Effekt ist eine Verlangsamung der Bewegung im Rohr, die eigentliche Bedeutung von Staudruck. Die Verlangsamung an einer schmalen oder gebogenen Stelle verhindert, dass die Flüssigkeit so viel Schwung aufbaut. Dieser Verlust wird das Rohr nach oben übertragen, wodurch die Dynamik des gesamten Stroms verringert wird. Dieses Phänomen wird genutzt, um die Geschwindigkeit eines Stoffes beim Austritt aus einem Rohr zu verringern oder eine Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum in einem Rohr zu halten.

In der Welt der Computer hat Gegendruck eine ganz andere Bedeutung. Wenn ein Netzwerk-Switch oder ein Routing-System seinen Puffer mit Daten füllt und nicht mehr aufnehmen kann, sendet es Signale zurück an die Broadcast-Quelle, dass es voll ist. Die in der Sendequelle aufgebauten Daten werden als Gegendruck bezeichnet. Dies ist eine unerwünschte Situation, da die aufgebauten Daten beim endgültigen Senden leicht beschädigt werden können.