Im Computernetzwerkanschluss ist ein Paket eine formatierte Einheit von durch ein Paket-Weise-Computernetz getragenen Daten. Computerkommunikationsverbindungen, die Pakete wie traditionelle Punkt-zu-Punkt-Fernmeldeverbindungen nicht unterstützen, übersenden einfach Daten als eine Reihe von Bytes, Charakteren oder Bit allein. Wenn Daten in Pakete formatiert werden, kann der bitrate des Nachrichtenmediums unter Benutzern besser geteilt werden, als wenn das Netz geschalteter Stromkreis war.

Das Paket-Gestalten

Ein Paket besteht aus zwei Arten von Daten: Steuerinformation und Benutzerdaten (auch bekannt als Nutzlast). Die Steuerinformation stellt Daten zur Verfügung, die das Netz den Benutzerdaten zum Beispiel liefern muss: Quelle und Bestimmungsort-Adressen, Fehlerentdeckung codiert wie Kontrollsummen und sequencing Information. Gewöhnlich wird Steuerinformation in Paket-Kopfbällen und Trailern mit Nutzlast-Daten zwischen gefunden.

Verschiedene Kommunikationsprotokolle verwenden verschiedene Vereinbarung, um zwischen den Elementen zu unterscheiden und für die Daten zu formatieren. In der Binären Gleichzeitigen Übertragung wird das Paket in 8-Bit-Bytes formatiert, und spezielle Charaktere werden verwendet, um die verschiedenen Elemente abzugrenzen. Andere Protokolle, wie Ethernet, gründen den Anfang des Kopfballs und der Datenelemente durch ihre Position hinsichtlich des Anfangs des Pakets. Einige Protokolle formatieren die Information an wenig Niveau statt eines Byte-Niveaus.

Eine gute Analogie soll denken, dass ein Paket einem Brief ähnlich ist: Der Kopfball ist dem Umschlag ähnlich, und das Datengebiet ist, dass die Person in den Umschlag stellt. Ein Unterschied ist jedoch, dass einige Netze brechen können, ein größeres Paket in kleinere Pakete, wenn notwendig (bemerken Sie, dass diese kleineren Datenelemente noch als Pakete formatiert werden).

Ein Netzdesign kann zwei Hauptergebnisse durch das Verwenden von Paketen erreichen: Fehlerentdeckung und vielfacher Gastgeber, der richtet.

Fehlerentdeckung

Es ist effizienter und zuverlässig, um eine Kontrollsumme oder zyklische Redundanzprüfung über den Inhalt eines Pakets zu berechnen, als, Fehler zu überprüfen, die zeichenweise Paritätsbit-Überprüfung verwenden.

Der Paket-Trailer enthält häufig Fehler, der Daten überprüft, um Fehler zu entdecken, die während der Übertragung vorkommen.

Gastgeber, der richtet

Moderne Netze verbinden gewöhnlich drei oder mehr Gastgeber-Computer zusammen; in solchen Fällen enthält der Paket-Kopfball allgemein Wenden-Information, so dass das Paket durch den richtigen Gastgeber-Computer erhalten wird. In komplizierten Netzen, die der vielfachen Routenplanung und umschaltenden Knoten, wie der ARPANET und das moderne Internet gebaut sind, kann eine Reihe von Paketen, die von einem Gastgeber-Computer bis einen anderen gesandt sind, verschiedenen Wegen folgen, um denselben Bestimmungsort zu erreichen. Diese Technologie wird Paket-Schaltung genannt.

Fachsprache

Im OSI Sieben-Schichten-Modell des Computernetzwerkanschlusses bezieht sich 'Paket' ausschließlich auf eine Dateneinheit an der Schicht 3, der Netzschicht. Der richtige Begriff für eine Dateneinheit an der Datenverbindungsschicht — Schicht 2 des OSI Sieben-Schichten-Modells — sind ein Rahmen, und an der Schicht 4, die Transportschicht, der richtige Begriff, ist ein Segment oder Datenpaket. Folglich, z.B, wird ein TCP Segment in einem oder mehr IP Schicht-Paketen getragen, die jeder in einem oder mehr Rahmen von Ethernet getragen werden — obwohl von TCP, IP und Ethernet zu den Schichten des OSI Modells kartografisch darzustellen, nicht genau ist.

Im Allgemeinen gilt der Begriff Paket für jede als ein Paket formatierte Nachricht, während der Begriff Datenpaket für Pakete eines "unzuverlässigen" Dienstes vorbestellt wird. Ein "zuverlässiger" Dienst ist derjenige, der den Benutzer benachrichtigt, wenn Übergabe scheitert, während ein "unzuverlässiger" den Benutzer nicht benachrichtigt, wenn Übergabe scheitert. Zum Beispiel stellt IP einen unzuverlässigen Dienst zur Verfügung. Zusammen stellen TCP und IP einen zuverlässigen Dienst zur Verfügung, wohingegen UDP und IP einen unzuverlässigen zur Verfügung stellen. Alle diese Protokolle verwenden Pakete, aber UDP Pakete werden allgemein Datenpakete genannt.

Als der ARPANET für Paket-Schaltung den Weg gebahnt hat, hat er ein zuverlässiges Paket-Lieferverfahren seinen verbundenen Gastgebern über seine 1822-Schnittstelle zur Verfügung gestellt. Ein Gastgeber-Computer hat einfach die Daten im richtigen Paket-Format eingeordnet, hat die Adresse des Bestimmungsort-Gastgeber-Computers eingefügt, und hat die Nachricht über die Schnittstelle zu seiner verbundenen Schnittstelle-Nachricht Verarbeiter gesandt. Sobald die Nachricht an den Bestimmungsort-Gastgeber geliefert wurde, wurde eine Anerkennung an den Senden-Gastgeber geliefert. Wenn das Netz die Nachricht nicht liefern konnte, würde es eine Fehlermeldung dem Senden-Gastgeber zurücksenden.

Inzwischen haben die Entwickler von CYCLADES und ALOHAnet demonstriert, dass es möglich war, ein wirksames Computernetz zu bauen, ohne zuverlässige Paket-Übertragung zur Verfügung zu stellen. Diese Lehre wurde später von den Entwerfern von Ethernet umarmt.

Wenn ein Netz Paket-Übergabe nicht versichert, dann wird es die Verantwortung des Gastgebers, Zuverlässigkeit durch das Ermitteln und das Wiederübertragen von verlorenen Paketen zur Verfügung zu stellen. Die nachfolgende Erfahrung auf dem ARPANET hat angezeigt, dass das Netz selbst alle Paket-Liefermisserfolge und diese bedrängte Verantwortung für die Fehlerentdeckung auf den Senden-Gastgeber jedenfalls nicht zuverlässig entdecken konnte. Das hat zur Entwicklung der Länge nach Grundsatz geführt, der eine der grundsätzlichen Designannahmen des Internets ist.

Beispiel: IP Pakete

IP Pakete werden aus einem Kopfball und Nutzlast zusammengesetzt. Der IPv4 Paket-Kopfball besteht aus:

1. 4 Bit, die die Version enthalten, die angibt, ob es ein IPv4 oder IPv6 Paket, ist
2. 4 Bit, die die Internetkopfball-Länge enthalten, die die Länge des Kopfballs in Vielfachen von 4 Bytes (z.B, 5 Mittel 20 Bytes) ist.
3. 8 Bit, die den Typ des Dienstes, auch gekennzeichnet als Quality of Service (QoS) enthalten, der beschreibt, was Vorrang das Paket, haben sollte
4. 16 Bit, die die Länge des Pakets in Bytes, enthalten
5. 16 Bit, die eine Kennmarke enthalten, um zu helfen, das Paket von mehreren Bruchstücken, wieder aufzubauen
6. 3 Bit, die eine Null, eine Fahne enthalten, die sagt, ob dem Paket erlaubt wird, gebrochen zu werden, oder nicht (DF: Brechen Sie nicht), und eine Fahne, um festzusetzen, ob mehr Bruchstücke eines Pakets folgen (MF: Mehr Bruchstücke)
7. 13 Bit, die den Bruchstück-Ausgleich, ein Feld enthalten, um Position des Bruchstücks innerhalb des ursprünglichen Pakets zu identifizieren
8. 8 Bit, die die Zeit, Um Zu leben (TTL) enthalten, die die Zahl von Sprüngen (Router, Computer oder Gerät entlang einem Netz) das Paket ist, wird erlaubt zu gehen, bevor es stirbt (zum Beispiel, wird einem Paket mit einem TTL 16 erlaubt, über 16 Router zu gehen, um zu seinem Bestimmungsort zu kommen, bevor es verworfen wird),
9. 8 Bit, die das Protokoll (TCP, UDP, ICMP, usw.) enthalten
10. 16 Bit, die die Kopfball-Kontrollsumme, eine Zahl enthalten, die in der Fehlerentdeckung, verwendet ist
11. 32 Bit, die die Quelle IP Adresse, enthalten
12. 32 Bit, die die Bestimmungsort-Adresse enthalten.

Nach jenen 160 Bit können fakultative Fahnen von der verschiedenen Länge hinzugefügt werden, die sich gestützt auf dem verwendeten Protokoll ändern kann, dann werden die Daten, die Paket trägt, hinzugefügt. Ein IP Paket hat keinen Trailer. Jedoch wird ein IP Paket häufig als die Nutzlast innerhalb eines Rahmens von Ethernet getragen, der seinen eigenen Kopfball und Trailer hat.

Nicht versicherte Übergabe

Viele Netze stellen Liefergarantien, Nichtverdoppelung von Paketen, oder um Übergabe von Paketen, z.B, dem UDP Protokoll des Internets nicht zur Verfügung. Jedoch ist es zur Schicht ein Transportprotokoll oben auf dem Paket-Dienst möglich, der solchen Schutz zur Verfügung stellen kann; TCP und UDP sind die besten Beispiele der Schicht 4, die Transportschicht, der sieben layered OSI Modell.

Der Kopfball eines Pakets gibt den Datentyp, die Paket-Zahl, die Gesamtzahl von Paketen und die IP-Adressen des Absenders und Empfängers an.

Der Begriff Rahmen wird manchmal gebraucht, um sich auf ein Paket, genau wie übersandt, über die Leitung oder das Radio zu beziehen.

Beispiel: die NASA tiefes Raumnetz

Das Beratende Komitee für Raumdatensysteme (CCSDS) Paket-Telemetrie-Standard definiert

das Protokoll für die Übertragung von Raumfahrzeuginstrument-Daten über den Tief-Raumkanal verwendet. Unter diesem Standard werden ein Image oder andere von einem Raumfahrzeuginstrument gesandte Daten mit einem oder mehr Paketen übersandt.

CCSDS Paket-Definition

Ein Paket ist ein Datenblock mit der Länge, die sich zwischen aufeinander folgenden Paketen im Intervall von 7 ändern kann

zu 65,542 Bytes, einschließlich des Paket-Kopfballs.

• Daten von Packetized werden über Rahmen übersandt, die Datenblöcke der festen Länge sind. Die Größe eines Rahmens, einschließlich des Rahmenkopfballs und der Steuerinformation, kann bis zu 2048 Bytes anordnen.
• Paket-Größen werden während der Entwicklungsphase befestigt.

Weil Paket-Längen variabel sind, aber sich entwickeln, werden Längen befestigt, Paket-Grenzen fallen gewöhnlich mit Rahmengrenzen nicht zusammen.

Telekommunikationsverarbeitungszeichen

Daten in einem Rahmen werden normalerweise vor Kanalfehlern durch Fehlerkorrekturcodes geschützt.

• Selbst wenn die Kanalfehler die Korrektur-Fähigkeit zum Fehlerkorrekturcode überschreiten, wird die Anwesenheit von Fehlern fast immer durch den Fehlerkorrekturcode oder durch einen getrennten Fehlererkennungscode entdeckt.
• Rahmen, für die unkorrigierbare Fehler entdeckt werden, werden als undecodable gekennzeichnet und werden normalerweise gelöscht.

Das Berühren des Datenverlustes

Gelöschte undecodable ganze Rahmen sind der Haupttyp des Datenverlustes, der komprimierte Dateien betrifft. Im Allgemeinen würde es wenig geben, um davon zu gewinnen, zu versuchen, zusammengepresste Daten von einem Rahmen gekennzeichnet als undecodable zu verwenden.

• Wenn Fehler in einem Rahmen da sind, werden die Bit der Subband-Pixel bereits decodiert, bevor der erste Bit-Fehler intakt bleiben wird, aber alle nachfolgenden decodierten Bit im Segment werden gewöhnlich völlig verdorben; ein einzelner Bit-Fehler ist häufig genauso störend wie viele Bit-Fehler.
• Außerdem werden komprimierte Daten gewöhnlich durch starke, lange-blocklength Fehlerkorrekturcodes geschützt, die die Typen von Codes sind, um am wahrscheinlichsten wesentliche Bruchteile von Bit-Fehlern überall in jenen Rahmen nachzugeben, die undecodable sind.

So würden Rahmen mit entdeckten Fehlern im Wesentlichen unbrauchbar sein, selbst wenn sie durch den Rahmenverarbeiter nicht gelöscht würden.

Dieser Datenverlust kann für mit den folgenden Mechanismen ersetzt werden.

• Wenn ein falscher Rahmen Entdeckung entkommt, wird der decompressor die Rahmendaten blind verwenden, als ob sie zuverlässig waren, wohingegen im Fall von entdeckten falschen Rahmen der decompressor seine Rekonstruktion auf dem unvollständigen, aber nicht irreführend, Daten stützen kann.
• Jedoch ist es für einen falschen Rahmen äußerst selten, unentdeckt zu gehen.
• Für durch den CCSDS Code des Rohres-Solomon codierte Rahmen kann weniger als jeder 40000. falsche Rahmen Entdeckung entkommen.
• Alle Rahmen, den Code des Rohres-Solomon nicht verwendend, verwenden einen Fehlererkennungscode der zyklischen Redundanzprüfung (CRC), der eine unentdeckte Rahmenfehler-Rate von weniger als 1 in 32,000 hat.

Beispiel: Radio und Fernsehrundfunkübertragung

MPEG packetized Strom

Packetized Elementary Stream (PES) ist eine durch das MPEG Nachrichtenprotokoll definierte Spezifizierung (sieh den MPEG-2 Standard), der einem elementaren Strom erlaubt, in Pakete geteilt zu werden. Der elementare Strom ist packetized, indem er folgende Datenbytes vom elementaren Strom innerhalb von PES Paket-Kopfbällen kurz zusammengefasst wird.

Eine typische Methode, elementare Strom-Daten von einem Video oder Audioencoder zu übersenden, soll zuerst PES Pakete von den elementaren Strom-Daten schaffen und dann diese PES Pakete innerhalb eines MPEG Transportstroms (TS) Pakete oder eines MPEG Programm-Stroms (PS) kurz zusammenzufassen. Die TS Pakete können dann gleichzeitig gesandt werden und haben das Verwenden Sendetechniken, wie diejenigen übersandt, die in einem ATSC und DVB verwendet sind.

PES Paket-Kopfball

Fakultativer PES Kopfball

NICAM

Um Modo"Vereinbarkeit" zur Verfügung zu stellen, wird das NICAM-Signal auf einem Unterträger neben dem Tonträger übersandt. Das bedeutet, dass FM oder AM regelmäßiger Modotonträger für den Empfang durch monaural Empfänger allein gelassen werden.

Eine NICAM-basierte Stereofernsehen-Infrastruktur kann ein Stereofernsehprogramm sowie den Modo-"Vereinbarkeits"-Ton zur gleichen Zeit übersenden, oder kann zwei oder drei völlig verschiedene gesunde Ströme übersenden. Diese letzte Weise konnte verwendet werden, um Audio-auf verschiedenen Sprachen, auf eine ähnliche Weise dazu zu übersenden, das für das Flugkino auf internationalen Flügen verwendet ist. In dieser Weise kann der Benutzer der Soundtrack auswählen zuzuhören, wenn er den Inhalt beobachtet, indem er eine "gesund-ausgesuchte" Kontrolle auf dem Empfänger operiert.

NICAM bietet die folgenden Möglichkeiten an. Die Weise wird durch die Einschließung eines 3-Bit-Typ-Feldes im Datenstrom autoausgewählt

• Ein Digitalstereotonkanal.
• Zwei völlig verschiedene Digitalmodotonkanäle.
• Ein Digitalmodotonkanal und ein 352 kbit/s Datenkanal.
• Ein 704 kbit/s Datenkanal.

Die vier anderen Optionen konnten zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt werden. Wie man bekannt, sind nur die ersten zwei von denjenigen verzeichnet im allgemeinen Gebrauch jedoch.

NICAM Paket-Übertragung

Das NICAM Paket (abgesehen vom Kopfball) wird mit einem pseudozufälligen Neun-Bit-Bit-Generator vor der Übertragung zusammengerafft.

• Die Topologie dieses pseudozufälligen Generators gibt einen bitstream mit einer Wiederholungsperiode von 511 Bit nach.
• Das Polynom des pseudozufälligen Generators ist: x^9 + x^4 + 1.
• Der pseudozufällige Generator wird initialisiert mit: 111111111.

Wenn sie

den NICAM machen, sind bitstream mehr weißem Geräusch ähnlich ist wichtig, weil das das Signalmustern nach angrenzenden Fernsehkanälen reduziert.

• Der NICAM Kopfball ist dem Kriechen nicht unterworfen. Das ist notwendig, um in der Blockierung auf dem NICAM Datenstrom und Wiedersynchronisation des Datenstroms am Empfänger zu helfen.
• Am Anfang jedes NICAM Pakets wird pseudozufälliger Bit-Generator-shift-register zu voll neu gefasst.

Siehe auch

• Antiwiederholungsspiel
• DHCP Server
• Gigapackets
• Louis Pouzin
• Zerfleischtes Paket
• Paket Analysator
• Paket-Generationsmodell
• Protokoll-Dateneinheit
• Statistisch gleichzeitig zu senden
• Schwanz-Fall
• TCP Segment
• TCP/IP