Дейтаграмма - Datagram

А дейтаграмма является базовой единицей передачи, связанной с сеть с коммутацией пакетов. Датаграммы обычно структурированы в заголовок и полезная нагрузка разделы. Датаграммы обеспечивают связь без установления соединения услуги в сети с коммутацией пакетов. Сеть не должна гарантировать доставку, время прибытия и порядок поступления дейтаграмм.

История

В начале 1970-х годов термин дейтаграмма был создан путем объединения слов данные и телеграмма посредством CCITT докладчик по коммутации пакетов,[1] Халвор Ботнер-Бай.[2][3]

Хотя это слово было новым, концепция имела уже долгую историю.

В 1962 г. Пол Баран описан в RAND Corporation сообщают, что гипотетическая военная сеть должна противостоять ядерной атаке. Небольшие стандартизированные "блоки сообщений", содержащие адреса отправителя и получателя, были хранится и пересылается 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 г. Дональд Дэвис опубликовал основополагающую статью, в которой представил широко используемые сейчас слова пакет и коммутация пакетов.[5] Его основная сеть похожа на сеть Пола Барана, хотя она была разработана независимо. Чтобы иметь дело с перестановками дейтаграмм (из-за динамически обновляемых предпочтений маршрутизации) и потерями дейтаграмм (неизбежными, когда быстрые источники отправляют медленным адресатам), он предполагает, что «все пользователи сети обеспечат себе какой-то контроль ошибок» (что будет называться позже чистая дейтаграмма служба). Его цель - впервые в 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 интерфейсные компьютеры сетевой периферии компьютеры, которые преобразуют потоки символов в потоки пакетов и наоборот.

В 1970 году Лоуренс Робертс и Барри Д. Весслер опубликовали статью о Арпанет, первая многоузловая сеть 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 сети на ее периферии было добавлено обеспечение для работы с потерями и перестановками дейтаграмм. Таким образом, пользовательским компьютерам была предложена надежная служба передачи сообщений, что значительно упростило их работу и сделало ее менее зависимой от дальнейших исследований.

В 1973 г. Луи Пузен представил свой дизайн для Киклады, первая сеть реального размера, реализующая чистую модель дейтаграмм Дональда Дэвиса.[8]Таким образом, команда Cyclades первой взялась за очень сложную проблему предоставления пользовательским приложениям надежной службы виртуальных каналов (эквивалент Интернета TCP связь)[9] при использовании сквозной сетевой службы, которая, как известно, может привести к значительным потерям и перестановкам дейтаграмм. Хотя Пузен «на первом этапе стремится не к прорыву в технологии коммутации пакетов, а к созданию надежного средства связи для Киклад», два члена его команды, Хуберт Циммерман и Жерар Ле Ланн, внесла значительный вклад в разработку протокола TCP Интернета, который Винт Серф, признал ее главный дизайнер.[10]

В 1981 году Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA ) выдал первую спецификацию Протокол Интернета (IP). Он представил основную эволюцию концепции дейтаграмм: фрагментация.[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 пакета (обычно глобальные сети для минимизации времени отклика). Сетевые узлы могут разделить пакет дейтаграммы на несколько меньших пакетов одной и той же дейтаграммы.

В 1999 г. Инженерная группа Интернета (IETF) официально оформила использование уже широко развернутых Трансляция сетевых адресов (NAT), при котором каждый публичный адрес может использоваться несколькими частными устройствами.[12] Вместе с тем предстоящее Исчерпание интернет-адреса был отложен, оставив достаточно времени, чтобы представить IPv6, новое поколение Интернет-пакетов, поддерживающее более длинные адреса. Первоначальный принцип полного концы с концами Прозрачность сети для дейтаграмм была ослаблена: узлы NAT должны были управлять состояниями каждого соединения, частично делая их ориентированный на соединение.

В 2015 г. IETF обновил свою слабую "информационную" рекомендацию 1998 г., согласно которой узлы коммутации дейтаграмм активное управление очередью (AQM), чтобы сделать его более сильным и подробным "лучшая текущая практика "рекомендация.[13] В то время как исходная модель организации очереди дейтаграмм была проста в реализации и не требовала дополнительной настройки, кроме длины очереди, было обнаружено, что поддержка более сложных и параметризованных механизмов необходима «для улучшения и сохранения производительности Интернета» (КРАСНЫЙ, ECN так далее.). Также было предложено провести дальнейшие исследования по этому вопросу со списком выявленных предметов.

Определение

RFC 1594 определяет термин дейтаграмма следующим образом:

«Автономный, независимый объект данных, несущий информацию, достаточную для маршрутизации от исходного компьютера к целевому, без зависимости от предшествующих обменов данными между этим исходным и целевым компьютерами и транспортной сетью».

— RFC 1594

Дейтаграмма должна быть автономной, не полагаясь на более ранние обмены, потому что между двумя точками связи нет соединения фиксированной продолжительности, как, например, в большинстве телефонных разговоров.[14]

Службу дейтаграмм часто сравнивают со службой доставки почты; пользователь предоставляет только адрес назначения, но не получает никаких гарантий доставки и подтверждения успешной доставки. Таким образом, служба дейтаграмм считается ненадежный. Служба дейтаграмм направляет дейтаграммы без предварительного создания заранее определенного пути. Таким образом, служба дейтаграмм считается без подключения. Также не учитывается порядок, в котором эта и другие дейтаграммы отправляются или принимаются. Фактически, многие датаграммы в одной группе могут перемещаться по разным путям, прежде чем достигнут одного и того же пункта назначения.[нужна цитата ]

Структура

Каждая дейтаграмма состоит из двух компонентов: заголовок и данные полезная нагрузка. Заголовок содержит всю информацию, достаточную для маршрутизации от исходного оборудования к месту назначения, не полагаясь на предшествующие 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 инкапсуляция.

Примеры

Номенклатура дейтаграмм
Слой OSIИмя
Слой 4Сегмент данных
Слой 3Пакет данных
Слой 2Рамка (IEEE 802.3)
Рамка (IEEE 802.11)
Клетка (Банкомат)
Слой 1Чип (CDMA)

протокол Интернета

В протокол Интернета (IP) определяет стандарты для нескольких типов дейтаграмм. В Интернет-уровень это служба дейтаграмм, предоставляемая IP. Например, UDP выполняется службой дейтаграмм на уровне Интернета. IP - это ненадежная и не требующая установления соединения служба доставки сообщений. TCP - это протокол более высокого уровня, работающий поверх IP, который обеспечивает надежную службу с установлением соединения.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ CCITT изучает пакетную коммутацию в рамках развития сетей передачи данных общего пользования[1]
  2. ^ Виртуальные каналы X.25 - Transpac во Франции - Сеть передачи данных Pre-Internet [2]
  3. ^ Комментарий j’ai creaté le Datagramme[3]
  4. ^ . В распределенных сетях связи[4]
  5. ^ Сеть цифровой связи для компьютеров, обеспечивающих быстрое реагирование на удаленные терминалы[5]
  6. ^ Развитие компьютерных сетей для совместного использования ресурсов
  7. ^ Интерфейсный процессор сообщений для компьютерной сети ARPA
  8. ^ Презентация и основные аспекты дизайна сети Cyclades [6]
  9. ^ Расширение TCP для транзакций - концепции[7]
  10. ^ Спецификация программы Internet Transmission Control - версия от декабря 1974 г. [8]
  11. ^ Интернет-протокол - Спецификация протокола Интернет-программы Darpa [9]
  12. ^ Терминология и соображения по поводу транслятора сетевых IP-адресов (NAT) [10]
  13. ^ Рекомендации IETF относительно активного управления очередью [11]
  14. ^ Таненбаум, Эндрю С .; Ветералл, Дэвид Дж. (2011). Компьютерные сети, пятое издание. п. 59. ISBN  978-0-13-255317-9.