ネットワークユニットの定義：パケット、フラグメント、フレーム、データグラム、およびセグメント
1. 概要
ネットワークにより、情報の送信と共有が容易になりました。 インターネットを使用すると、ローカルネットワーク内または世界中の企業内で情報を共有できます。 共有中、データはバイトで表されます。
各層には特定の単位があるため、データバイトはOSIネットワークモデルで特定の形式になります。 データユニットは、使用されるプロトコルまたは接続にも依存します。
このチュートリアルでは、ネットワークで最も使用されているデータユニット、つまりパケット、フラグメント、フレーム、データグラム、セグメントを紹介します。それぞれについて説明した後、例を示します。
2. パケット
ネットワークを介して通信するときは、ファイルや情報を送受信することが重要です。 ネットワーク内の送信元と宛先の間の通信の基本単位はパケットです。
ネットワークを介して送信されるデータはパケットに分割され、宛先デバイスによって再結合されます。 データをパケットに分割することで、ネットワークは、データを共有し、互いに独立してパケットを受信するさまざまな帯域幅、ルート、および複数の接続されたデバイスを管理できます。
失われたデータや中断されたデータの再送信が容易になります。 パケットは、OSIモデルのネットワーク層内のデータユニットです。
各パケットには、送信元IPアドレスと宛先IPアドレスの両方を含むヘッダー、プロトコル仕様のフィールド、データ、トレーラー、プロトコルバージョンなどが含まれます。 トレーラーフィールドには、エラー修正およびその他の識別用フラグに関する情報が含まれています。
メールの例を考えてみましょう。ユーザーが[送信]ボタンをクリックすると、関連する操作が実行されます。 メッセージは、パケットが作成されるネットワークアクセス層に到達するまで、OSIモデル層を通過します。
電子メールで送信されたデータをパケットにフォーマットします。このパケットには、使用されているプロトコル、エラー修正、送信者と受信者のIPアドレス（それぞれ送信元と宛先）、および電子メールのテキストに関する情報が含まれています。
3. 断片
各ネットワークには、 MTU（Maximum Transmitted Unit）と呼ばれる送信されるデータの最大サイズがあります。 パケットは多くの場合、最大サイズよりも大きくなる可能性があるため、各パケットはフラグメントと呼ばれる小さなデータにも分割されます。ネットワーク層がフラグメンテーションを担当します。
各ネットワークには独自のMTU容量があるため、送信にはパケットの断片化が必要です。 受信者はIPフラグメントをパケットに再構成し、それらを上位層に転送します。
ネットワーク層はパケットを受信すると、パケットのMTUをチェックします。パケット長がMTUより大きい場合、ネットワーク層はフラグメント化しない（DF）をチェックします。パケットに関連付けられたフラグ。 DFフラグがの場合、パケットを破棄します。 それ以外の場合、ネットワーク層はフラグメントのサイズを決定し、ヘッダーを作成し、ヘッダー内にフラグメントをカプセル化して、次のレイヤーに送信します。
電子メールの例を続けるために、パケットのサイズが1000バイトで、送信されるユニットの最大サイズが300バイトに等しいと仮定すると、この場合、パケットは次のように部分に断片化されます。
4. フレーム
パケットと同様に、フレームはネットワーク内のメッセージの小さな部分です。データを識別し、データをデコードおよび解釈する方法を決定するのに役立ちます。 パケットとフレームの主な違いは、OSI層との関連付けです。
パケットはネットワーク層で使用されるデータの単位ですが、フレームはOSIモデルのデータリンク層で使用されるデータの単位です。フレームには、パケットよりも送信されたメッセージに関するより多くの情報が含まれます。
ネットワーキングには、固定長フレームと可変長フレームの2種類のフレームがあります。固定長フレーミングでは、フレームのサイズが区切り文字として機能します。 したがって、フレームの境界を設定する必要はありません。 可変長フレーミングでは、フレームの開始と終了を判別するのは困難です。 したがって、フレームの開始と終了を定義することが不可欠です。
フレームはパケットと大差ありません。 データに関する詳細情報が含まれています。 フレーミングのプロセスは、パケットにいくつかの余分なバイトを追加して、パケットをフレームに変換することで構成されます。
5. データグラム
データグラムはネットワークでの転送のデータユニットを表します。ネットワークで送信されるデータは、データグラムと呼ばれる小さな部分に分割されます。 データグラムでは、データを頻繁に分割し、事前定義されたルートなしで送信元から宛先に送信します。 また、受信側への配信順序を保証することはできません。
TCPはコネクション型プロトコルでパケットを使用しますが、データグラムはUDPで使用されます。宛先からの応答メッセージを必要としないため、パケットが運ぶ情報が少なくなります。 トランスポート層は、転送データの単位としてデータグラムを使用します。 データグラムは、ヘッダー、宛先と送信元のIPアドレス、およびデータで構成されます。
データグラムの問題は、後続または先行のデータ通信を管理できないことです。また、1回の転送の場合、データグラムは最大バイトの非常に小さいデータに対応できます。
UDPプロトコルを使用して電子メールを送信した場合、パケットはなく、データグラムがあります。 送信される情報は次の図のようになります。
6. セグメント
セグメントは、それぞれにTCPヘッダーが含まれるパケットの一部です。送信元ポートと宛先ポートに加えて、ネットワークを介して伝達されるデータの正確性を保証するチェックサムフィールドが含まれます。
TCP接続で電子メールを送信した場合、操作を完了するためにトランスポート層に存在するデータはセグメントの例です。 電子メールパケットは次のようになります。
7. 結論
このチュートリアルでは、コンピュータネットワークのさまざまなデータユニットを紹介しました。 パケット、フラグメント、フレーム、データグラム、セグメントなどのデータユニットについて、例を挙げて詳しく説明しました。
OSIモデルのレイヤーに関連付けられたこれらの設計されたデータキャリアは、それぞれがOSIモデルの非常に特定のミッションを達成できるようにする固有の情報を持っています。
