Дейтаграмма является основной единицей передачи , связанной с сетью с коммутацией пакетов . Датаграммы обычно структурированы по разделам заголовка и полезной нагрузки . Датаграммы предоставляют услугу связи без установления соединения в сети с коммутацией пакетов. Сеть не должна гарантировать доставку, время прибытия и порядок прибытия дейтаграмм.
История [ править ]
В начале 1970-х годов термин « дейтаграмма» был создан путем объединения слов « данные» и « телеграмма » докладчиком CCITT по коммутации пакетов [1] Халвором Ботнер-Бай . [2] [3]
Хотя это слово было новым, концепция уже имела долгую историю.
В 1962 году Пол Баран описал в отчете RAND Corporation гипотетическую военную сеть, которая должна противостоять ядерной атаке. Небольшие стандартизированные «блоки сообщений», содержащие адреса источника и назначения, хранились и пересылались в компьютерных узлах ячеистой компьютерной сети с высокой степенью резервирования. [4] «Пользователь сети, который вызвал« виртуальное соединение »с конечной станцией и передал сообщения ... может также рассматривать систему как черный ящик, обеспечивающий кажущееся соединение цепи».
В 1967 году Дональд Дэвис опубликовал основополагающую статью, в которой представил широко используемые сейчас слова « пакет» и « коммутация пакетов» . [5] Его основная сеть похожа на сеть Пола Бэрана, хотя она была спроектирована независимо. Чтобы иметь дело с перестановками дейтаграмм (из-за динамически обновляемых предпочтений маршрутизации) и с потерями дейтаграмм (неизбежными, когда быстрые источники отправляют медленным адресатам), он предполагает, что «все пользователи сети обеспечат себе какой-то контроль ошибок» (что будет вызываться позже в чистой дейтаграммеуслуга). Его цель - впервые в области коммутации пакетов - «сеть связи с общей несущей». Для поддержки удаленного доступа к компьютерным службам с помощью пользовательских терминалов, которые в то время передавали в основном символ за символом, он включил в интерфейсную сетевую периферию компьютеры, которые преобразуют потоки символов в потоки пакетов и наоборот.
В 1970 году Лоуренс Робертс и Барри Д. Весслер опубликовали статью об Arpanet , первой многоузловой сети с коммутацией пакетов. [6] В сопроводительном документе описаны его коммутационные узлы (IMP) и его форматы пакетов. [7] Ядро сети выполняло коммутацию дейтаграмм, как в модели Бэрана и Дэвиса, но в сеть, на ее периферии, было добавлено обеспечение для работы с потерями и перестановками дейтаграмм. Таким образом, пользовательским компьютерам была предложена надежная услуга передачи сообщений, что значительно упростило их работу и сделало ее менее зависимой от дальнейших исследований.
В 1973 году Луи Пузен представил свой проект Cyclades - первой сети реального размера, реализующей чистую модель дейтаграмм Дональда Дэвиса. [8] Таким образом, команда Cyclades была первой, кто решил очень сложную проблему предоставления пользовательским приложениям надежной службы виртуальных каналов (эквивалент TCP- соединения через Интернет ) [9] , используя при этом сквозную сетевую службу, которая, как известно, может производить существенные потери и перестановки дейтаграмм. Хотя Пузен озабочен «на первом этапе не в том, чтобы добиться прорыва в технологии коммутации пакетов, а в создании надежного средства связи для Кикладских островов», два члена его команды, Юбер Циммерман и Жерар Ле Ланн, внесла значительный вклад в разработку протокола TCP для Интернета, что признал Винт Серф , его главный разработчик. [10]
В 1981 году Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов ( DARPA ) выпустило первую спецификацию Интернет-протокола (IP). Он представил основную эволюцию концепции дейтаграмм: фрагментацию . [11] При фрагментации некоторые части глобальной сети могут использовать пакеты большого размера (обычно локальные сети для минимизации вычислительной мощности), в то время как некоторые другие могут требовать меньшего размера пакетов (обычно глобальные сети для минимизации времени отклика). Сетевые узлы могут разделить пакет дейтаграммы на несколько меньших пакетов одной и той же дейтаграммы.
В 1999 году Инженерная группа Интернета (IETF) официально объявила об использовании уже широко развернутой трансляции сетевых адресов (NAT), при которой каждый публичный адрес может совместно использоваться несколькими частными устройствами. [12] С его помощью было отложено предстоящее исчерпание интернет-адресов , оставив достаточно времени для внедрения IPv6 , нового поколения интернет-пакетов, поддерживающих более длинные адреса. Первоначальный принцип полной сквозной прозрачности сети для дейтаграмм был ослаблен: узлы NAT должны были управлять состояниями каждого соединения, делая их частично ориентированными на соединение .
В 2015 году IETF обновила свою слабую «информационную» рекомендацию 1998 года, согласно которой узлы коммутации дейтаграмм выполняли активное управление очередью (AQM), чтобы сделать ее более сильной и более подробной рекомендацией « передовой текущей практики ». [13] В то время как исходная модель организации очереди дейтаграмм была проста в реализации и не требовала дополнительной настройки, кроме длины очереди, поддержка более сложных и параметризованных механизмов была признана необходимой «для улучшения и сохранения производительности Интернета» ( RED , ECN и т. Д.). Также было предложено провести дополнительные исследования по этому вопросу со списком выявленных предметов.
Определение [ править ]
RFC 1594 определяет термин дейтаграмма следующим образом:
«Автономный, независимый объект данных, несущий информацию, достаточную для маршрутизации от исходного компьютера к целевому, без необходимости полагаться на более ранние обмены данными между этим исходным и конечным компьютерами и транспортной сетью».
- RFC 1594
Дейтаграмма должна быть автономной, не полагаясь на предыдущие обмены, потому что между двумя точками связи нет соединения фиксированной продолжительности, как, например, в большинстве голосовых телефонных разговоров. [14]
Службу дейтаграмм часто сравнивают со службой доставки почты; пользователь предоставляет только адрес назначения, но не получает ни гарантии доставки, ни подтверждения после успешной доставки. Поэтому служба дейтаграмм считается ненадежной . Служба дейтаграмм направляет дейтаграммы без предварительного создания заранее определенного пути. Таким образом, служба дейтаграмм считается без установления соединения . Также не учитывается порядок, в котором эта и другие дейтаграммы отправляются или принимаются. Фактически, многие дейтаграммы в одной группе могут перемещаться по разным путям, прежде чем достигнут одного и того же пункта назначения. [ необходима цитата ]
Структура [ править ]
Каждая дейтаграмма имеет два компонента, а заголовок и данные полезную нагрузку . Заголовок содержит всю информацию, достаточную для маршрутизации от исходного оборудования к месту назначения, не полагаясь на предыдущие обмены между оборудованием и сетью. Заголовки могут включать адреса источника и назначения, а также поле типа. Полезная нагрузка - это данные, которые необходимо транспортировать. Этот процесс вложения полезной нагрузки данных в тегированный заголовок называется инкапсуляцией .
Примеры [ править ]
| Слой OSI | Имя |
|---|---|
| Слой 4 | Сегмент данных |
| Слой 3 | Пакет данных |
| Слой 2 | Кадр (IEEE 802.3) Кадр (IEEE 802.11) Ячейка (ATM) |
| Слой 1 | Чип (CDMA) |
Интернет-протокол [ править ]
Internet Protocol (IP) определяет стандарты для нескольких типов датаграмм. Интернет слой является службой дейтаграмм обеспечивается IP. Например, UDP выполняется службой дейтаграмм на уровне Интернета. IP - это ненадежная, надежная служба доставки сообщений без установления соединения. TCP - это протокол более высокого уровня, работающий поверх IP, который обеспечивает надежную службу с установлением соединения.
См. Также [ править ]
- Сокет дейтаграммы
- Фрейм (сеть)
Ссылки [ править ]
- ^ CCITT изучает пакетную коммутацию как часть развития общедоступных сетей передачи данных [1]
- ^ Виртуальные каналы X.25 - Transpac во Франции - Сеть передачи данных Pre-Internet [2]
- ↑ Комментарий j'ai Create le Datagramme [3]
- ^ . В распределенных сетях связи [4]
- ^ Цифровая сеть связи для компьютеров, обеспечивающих быстрое реагирование на удаленных терминалах [5]
- ^ Развитие компьютерной сети для достижения совместного использования ресурсов
- ^ Обработчик сообщений интерфейса для компьютерной сети ARPA
- ^ Презентация и основные аспекты дизайна сети Cyclades [6]
- ^ Расширение TCP для транзакций - концепции [7]
- ^ Спецификация программы управления передачей через Интернет - версия от декабря 1974 г. [8]
- ^ Интернет-протокол - Спецификация протокола Интернет-программы Darpa [9]
- ^ Терминология и соображения по транслятору сетевых IP-адресов (NAT) [10]
- ^ Рекомендации IETF относительно активного управления очередью [11]
- ^ Таненбаум, Эндрю С .; Wetherall, Дэвид Дж. (2011).Компьютерные сети, пятое издание. п. 59. ISBN 978-0-13-255317-9.
