В телекоммуникациях протокольный блок данных ( PDU ) представляет собой единый блок информации, передаваемый между равноправными субъектами компьютерной сети . Он состоит из управляющей информации, специфичной для протокола, и пользовательских данных . В многоуровневых архитектурах стеков протоколов связи каждый уровень реализует протоколы, адаптированные к определенному типу или режиму обмена данными.
Например, протокол управления передачей (TCP) реализует режим передачи, ориентированный на соединение, и PDU этого протокола называется сегментом , в то время как протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) использует дейтаграммы в качестве единиц данных протокола для связи без установления соединения . На уровень ниже в наборе протоколов Интернета , на уровне Интернета , PDU называется пакетом , независимо от типа его полезной нагрузки.
В контексте сетей передачи данных с коммутацией пакетов протокольный блок данных (PDU) лучше всего понимать в связи с сервисным блоком данных (SDU).
Функции или услуги сети реализованы на отдельных уровнях . Физический уровень отправляет единицы и нули по проводу или оптоволокну. Затем канальный уровень организует эти единицы и нули в порции данных и безопасно доставляет их в нужное место на проводе. Сетевой уровень передает организованные данные по нескольким подключенным сетям, а транспортный уровень доставляет данные в нужное программное приложение в пункте назначения.
Между уровнями (и между приложением и самым верхним уровнем) уровни передают служебные блоки данных (SDU) через интерфейсы. Более высокий уровень понимает структуру данных в SDU, но нижний уровень на интерфейсе — нет; более того, нижний уровень рассматривает SDU как полезную нагрузку , обязуясь доставить ее на тот же интерфейс в пункте назначения. Чтобы сделать это, уровень протокола (нижний) добавит в SDU определенные данные, необходимые для выполнения его функции; это называется инкапсуляцией . Например, он может добавить номер порта для идентификации приложения, сетевой адрес для помощи с маршрутизацией, код для идентификации типа данных в пакете и информацию о проверке ошибок. Вся эта дополнительная информация, а также исходный блок служебных данных с более высокого уровня, составляют протокольный блок данных на этом уровне.
SDU и метаданные, добавленные нижним уровнем, могут быть больше максимального размера PDU этого уровня (известного как максимальный блок передачи ; MTU). В этом случае PDU должен быть разделен на несколько полезных нагрузок подходящего размера для передачи или обработки нижним уровнем; этот процесс известен как фрагментация IP .
Значение этого заключается в том, что PDU — это структурированная информация, которая передается на соответствующий уровень протокола далее по пути данных, что позволяет уровню предоставлять предполагаемую функцию или услугу. Соответствующий уровень, или «пир», декодирует данные для извлечения исходного блока данных службы, решает, является ли он безошибочным и куда его отправить дальше и т. д. Если мы еще не достигли самого нижнего (физического) уровня, PDU передается к одноранговому узлу с использованием услуг следующего более низкого уровня в «стеке» протоколов. Когда PDU проходит через интерфейс от уровня, который его построил, к уровню, который просто доставляет его (и, следовательно, не понимает его внутреннюю структуру), он становится блоком данных службы для этого уровня. Добавление адресной и управляющей информации (инкапсуляция) к SDU для формирования PDU и передача этого PDU на следующий более низкий уровень в качестве SDU повторяется до тех пор, пока не будет достигнут самый нижний уровень, и данные не пройдут через некоторую среду как физический сигнал.
Вышеуказанный процесс можно сравнить с почтовой системой, в которой письмо (SDU) помещается в конверт, на котором написан адрес (адресная и контрольная информация), что делает его PDU. Отправляющее почтовое отделение может смотреть только на почтовый индекс и помещать письмо в почтовый мешок так, чтобы адрес на конверте больше не был виден, что делает его теперь SDU. Почтовый мешок помечается почтовым индексом назначения и таким образом становится PDU, пока он не будет объединен с другими мешками в ящике, когда он теперь является SDU, а ящик помечается регионом, в который должны быть отправлены все мешки, что делает ящик PDU. Когда ящик достигает пункта назначения, соответствующего его этикетке, его открывают, и мешки (SDU) извлекаются только для того, чтобы стать PDU, когда кто-то читает код почтового отделения назначения. Сами письма являются SDU, когда мешки открываются, но становятся PDU, когда адрес зачитывается для окончательной доставки. Когда адресат наконец открывает конверт, появляется SDU верхнего уровня, само письмо.
Протокольными единицами данных модели OSI являются: [1]
Учитывая контекст, относящийся к определенному уровню OSI, PDU иногда используется как синоним его представления на этом уровне.
Единицами данных протокола для набора протоколов Интернета являются:
В TCP/IP через Ethernet данные на физическом уровне передаются в кадрах Ethernet .
PDU канального уровня в сетях асинхронного режима передачи данных (ATM) называется ячейкой .
Блок данных протокола управления доступом к среде передачи данных ( MAC PDU или MPDU ) представляет собой сообщение, которым обмениваются объекты управления доступом к среде передачи данных (MAC) в системе связи на основе многоуровневой модели OSI. [2]
В системах, где MPDU может быть больше, чем MAC service data unit (MSDU), MPDU может включать несколько MSDU в результате агрегации пакетов . В системах, где MPDU меньше, чем MSDU, один MSDU может генерировать несколько MPDU в результате сегментации пакетов . [2]