パケット・フレーム・セグメント ぱけっと・ふれーむ・せぐめんと
パケットフレームセグメントデータグラムPDUカプセル化
パケット・フレーム・セグメントについて教えて
簡単に言うとこんな感じ！
同じ「データのかたまり」でも、ネットワークの層によって呼び名が変わるんだよ。「セグメント（トランスポート層）→ パケット（ネットワーク層）→ フレーム（データリンク層）」って包み直されながら届くイメージなんだ！
パケット・フレーム・セグメントとは
ネットワーク通信では、データは一度に全部送るのではなく、小さなデータのかたまりに分割して送ります。このかたまりを総称してPDU（Protocol Data Unit：プロトコルデータ単位）と呼びます。PDUは層によって異なる名前があります。
- セグメント（Segment）：TCPのトランスポート層での単位
- データグラム（Datagram）：UDPのトランスポート層での単位
- パケット（Packet）：ネットワーク層（IP層）での単位
- フレーム（Frame）：データリンク層（Ethernet等）での単位
- ビット（Bit）：物理層での単位
これらは実は「同じデータを包み直したもの（カプセル化）」です。アプリのデータにTCPヘッダを付けると「セグメント」、さらにIPヘッダを付けると「パケット」、MACヘッダを付けると「フレーム」になります。
カプセル化と脱カプセル化
各PDUの主な構成要素
| PDU名 | 層 | ヘッダに含まれる主な情報 |
|---|---|---|
| セグメント | トランスポート層 | 送信元・宛先ポート番号、シーケンス番号 |
| パケット | ネットワーク層 | 送信元・宛先IPアドレス、TTL |
| フレーム | データリンク層 | 送信元・宛先MACアドレス、FCS（誤り検出） |
歴史と背景
- 1960年代：パケット交換の概念がPaul BaranとDonald Daviesにより独立に提案
- 1969年：ARPANETで初めてパケット通信が実用化
- 1973年：Ethernetが発明されフレームの概念が確立
- 現在：クラウド・モバイル・IoTのすべての通信でこのカプセル化の仕組みが使われている
関連する規格・RFC
| 規格・RFC番号 | 内容 |
|---|---|
| RFC 791 | IP（パケットの仕様） |
| RFC 793 | TCP（セグメントの仕様） |
| IEEE 802.3 | Ethernet（フレームの仕様） |